KR20190140126A - Optical member and display including the same - Google Patents
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Abstract
광학 부재 및 이를 포함하는 표시 장치가 제공된다. 일 실시예에 따른 광학 부재는 도광판, 상기 도광판 상에 배치되고, 상기 도광판보다 작은 굴절율을 갖는 저굴절층, 상기 저굴절층과 상기 도광판 사이에 배치되고, 상기 저굴절층보다 작은 두께를 갖는 저굴절 하부층 및 상기 저굴절층 상에 배치된 파장 변환층을 포함한다.An optical member and a display device including the same are provided. An optical member according to an embodiment is disposed on a light guide plate, the light guide plate, a low refractive index layer having a refractive index smaller than that of the light guide plate, a low refractive layer disposed between the low refractive layer and the light guide plate, and having a lower thickness than the low refractive layer. And a wavelength converting layer disposed on the refractive lower layer and the low refractive layer.
Description
본 발명은 광학 부재 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an optical member and a display device including the same.
액정 표시 장치는 백라이트 어셈블리로부터 빛을 받아 영상을 표시한다. 일부 백라이트 어셈블리는 광원과 도광판을 포함한다. 도광판은 광원으로부터 빛을 받아 표시 패널 측으로 빛의 진행 방향을 가이드한다. 일부 제품은 광원에서 제공되는 빛이 백색이고, 이 백색의 빛을 표시 패널에 있는 컬러 필터로 필터링해서 색상을 구현한다. The liquid crystal display receives light from the backlight assembly and displays an image. Some backlight assemblies include a light source and a light guide plate. The light guide plate receives light from the light source and guides the light propagation direction toward the display panel. In some products, the light provided by the light source is white, and the white light is filtered by a color filter on the display panel to realize color.
최근에는 액정 표시 장치의 색 재현성 등 화질을 개선하기 위해 파장 변환 필름을 적용하는 것이 연구되고 있다. 통상 광원으로 청색 광원을 사용하고 파장 변환 필름을 도광판 상부에 배치하여 백색의 빛으로 변환시킨다. 파장 변환 필름은 파장 변환 입자를 포함하는데, 파장 변환 입자는 일반적으로 수분에 취약하여 배리어 필름으로 파장 변환 입자를 보호한다. 그런데, 배리어 필름은 가격이 비싸고, 두께를 증가시키는 원인이 될 수 있다. 또한, 도광판에 파장 변환 필름을 적층하여야 하므로 복잡한 조립 공정이 요구될 수 있다. Recently, in order to improve image quality such as color reproducibility of a liquid crystal display, applying a wavelength conversion film has been studied. In general, a blue light source is used as a light source, and a wavelength conversion film is disposed on the light guide plate to convert white light. Wavelength converting films include wavelength converting particles, which are generally vulnerable to moisture to protect the wavelength converting particles with a barrier film. However, the barrier film is expensive and may cause the thickness to increase. In addition, since the wavelength conversion film must be laminated on the light guide plate, a complicated assembly process may be required.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 광 투과 효율이 향상된 적층 구조를 갖는 광학 부재를 제공하고자 하는 것이다. The problem to be solved by the present invention is to provide an optical member having a laminated structure with improved light transmission efficiency.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 광 투과 효율이 향상된 적층 구조를 갖는 광학 부재를 포함하는 표시 장치를 제공하고자 하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a display device including an optical member having a laminated structure with improved light transmission efficiency.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 광학 부재는 도광판, 상기 도광판 상에 배치되고, 상기 도광판보다 작은 굴절율을 갖는 저굴절층, 상기 저굴절층과 상기 도광판 사이에 배치되고, 상기 저굴절층보다 작은 두께를 갖는 저굴절 하부층 및 상기 저굴절층 상에 배치된 파장 변환층을 포함한다.An optical member according to an embodiment for solving the above problems is a light guide plate, a low refractive index layer disposed on the light guide plate, having a refractive index smaller than the light guide plate, disposed between the low refractive index layer and the light guide plate, the low refractive layer A low refractive index lower layer having a smaller thickness and a wavelength conversion layer disposed on the low refractive index layer.
상기 저굴절 하부층의 하면은 상기 도광판의 상면과 접하고, 상기 저굴절 하부층의 상면은 상기 저굴절층의 하면과 접할 수 있다.The lower surface of the low refractive index lower layer may contact the upper surface of the light guide plate, and the upper surface of the low refractive index lower layer may contact the lower surface of the low refractive index layer.
상기 저굴절 하부층은 굴절률이 1.3 내지 1.7인 저굴절 물질 또는 굴절률이 1.5 내지 2.2인 고굴절 물질을 포함할 수 있다.The low refractive index lower layer may include a low refractive material having a refractive index of 1.3 to 1.7 or a high refractive material having a refractive index of 1.5 to 2.2.
상기 저굴절 하부층의 굴절률은 상기 저굴절층의 굴절률보다 클 수 있다.The refractive index of the low refractive index lower layer may be greater than the refractive index of the low refractive index layer.
상기 저굴절 하부층은 상기 도광판 상에 배치된 제1 저굴절 하부층 및 상기 제1 저굴절 하부층 상에 배치된 제2 저굴절 하부층을 포함할 수 있다.The low refractive index lower layer may include a first low refractive index lower layer disposed on the light guide plate and a second low refractive index lower layer disposed on the first low refractive index lower layer.
상기 제1 저굴절 하부층 및 상기 제2 저굴절 하부층 중 어느 하나는 상기 저굴절 물질을 포함하고, 다른 하나는 상기 고굴절 물질을 포함할 수 있다.One of the first low refractive index lower layer and the second low refractive index lower layer may include the low refractive material, and the other may include the high refractive material.
상기 제1 저굴절 하부층의 두께 및 상기 제2 저굴절 하부층의 두께는 각각 0.2um 이하일 수 있다.The thickness of the first low refractive index lower layer and the thickness of the second low refractive index lower layer may be 0.2 μm or less, respectively.
상기 저굴절 물질은 SiOx이고, 상기 고굴절 물질은 SiNx일 수 있다.The low refractive material may be SiOx, and the high refractive material may be SiNx.
상기 도광판과 상기 저굴절층의 굴절률의 차이는 0.2 이상일 수 있다.The difference in refractive index between the light guide plate and the low refractive index layer may be 0.2 or more.
상기 저굴절층은 보이드를 포함할 수 있다.The low refractive index layer may include a void.
상기 저굴절층의 굴절률은 1.2 내지 1.3일 수 있다.The refractive index of the low refractive layer may be 1.2 to 1.3.
상기 저굴절층의 두께는 0.8um 내지 1.2um일 수 있다.The low refractive index layer may be 0.8um to 1.2um.
상기 광학 부재는 상기 파장 변환층 상부에 배치된 파장 변환 상부층을 더 포함 할 수 있다.The optical member may further include a wavelength conversion upper layer disposed on the wavelength conversion layer.
상기 파장 변환 상부층의 하면은 상기 도광판의 상면과 평행할 수 있다.The lower surface of the wavelength conversion upper layer may be parallel to the upper surface of the light guide plate.
상기 파장 변환 상부층은 SiOx 또는 SiNx를 포함할 수 있다.The wavelength conversion upper layer may include SiOx or SiNx.
상기 파장 변환 상부층은 상기 파장 변환층 상에 배치된 제1 파장 변환 상부층 및 상기 제1 파장 변환 상부층 상에 배치된 제2 파장 변환 상부층을 포함할 수 있다.The wavelength conversion top layer may include a first wavelength conversion top layer disposed on the wavelength conversion layer and a second wavelength conversion top layer disposed on the first wavelength conversion top layer.
상기 제1 파장 변환 상부층 및 상기 제2 파장 변환 상부층 중 어느 하나는 투명 유기 물질을 포함하고, 다른 하나는 SiOx 및 SiNx 중 어느 하나를 포함할 수 있다.One of the first wavelength converting upper layer and the second wavelength converting upper layer may include a transparent organic material, and the other may include any one of SiOx and SiNx.
상기 제1 파장 변환 상부층은 SiOx를 포함하고, 상기 제2 파장 변환 상부층은 투명 유기 물질을 포함할 수 있다.The first wavelength converting upper layer may include SiOx, and the second wavelength converting upper layer may include a transparent organic material.
상기 제1 파장 변환 상부층 및 상기 제2 파장 변환 상부층 중 어느 하나는 SiOx를 포함하고, 다른 하나는 SiNx를 포함할 수 있다.One of the first wavelength converting upper layer and the second wavelength converting upper layer may include SiOx, and the other may include SiNx.
상기 파장 변환 상부층은 상기 제2 파장 변환 상부층 상에 제3 파장 변환 상부층을 더 포함할 수 있다.The wavelength conversion top layer may further include a third wavelength conversion top layer on the second wavelength conversion top layer.
상기 제1 파장 변환 상부층은 투명 유기 물질을 포함할 수 있다.The first wavelength conversion upper layer may include a transparent organic material.
상기 제2 파장 변환 상부층 및 상기 제3 파장 변환 상부층 중 어느 하나는 SiOx를 포함하고, 다른 하나는 SiNx를 포함할 수 있다.One of the second wavelength converting top layer and the third wavelength converting top layer may include SiOx, and the other may include SiNx.
상기 도광판은 유리를 포함할 수 있다.The light guide plate may include glass.
상기 도광판의 상면은 상기 저굴절층의 하면과 평행할 수 있다.An upper surface of the light guide plate may be parallel to a lower surface of the low refractive layer.
상기 과제를 해결하기 위한 다른 실시예에 따른 광학 부재는 도광판, 상기 도광판 상에 배치되고, 상기 도광판보다 작은 굴절율을 갖는 저굴절층, 상기 저굴절층 상에 배치된 파장 변환층 및 상기 저굴절층과 상기 파장 변환층 상에 배치되고, 상기 저굴절층보다 작은 두께를 갖는 저굴절 상부층을 포함한다.According to another aspect of the present invention, an optical member includes a light guide plate, a low refractive layer disposed on the light guide plate, and having a refractive index smaller than that of the light guide plate, a wavelength conversion layer disposed on the low refractive layer, and the low refractive layer. And a low refractive index upper layer disposed on the wavelength conversion layer and having a thickness smaller than that of the low refractive index layer.
상기 저굴절 상부층은 굴절률이 1.3 내지 1.7인 저굴절 물질 또는 굴절률이 1.5 내지 2.2인 고굴절 물질을 포함하는 광학 부재.The low refractive upper layer may include a low refractive material having a refractive index of 1.3 to 1.7 or a high refractive material having a refractive index of 1.5 to 2.2.
상기 저굴절 상부층의 굴절률은 상기 저굴절층의 굴절률보다 클 수 있다.The refractive index of the low refractive upper layer may be greater than the refractive index of the low refractive layer.
상기 저굴절 상부층은 상기 저굴절층 상에 배치된 제1 저굴절 상부층 및 상기 제1 저굴절 상부층 상에 배치된 제2 저굴절 상부층을 포함할 수 있다.The low refractive upper layer may include a first low refractive upper layer disposed on the low refractive layer and a second low refractive upper layer disposed on the first low refractive upper layer.
상기 제1 저굴절 상부층 및 상기 제2 저굴절 상부층 중 어느 하나는 상기 저굴절 물질을 포함하고, 다른 하나는 상기 고굴절 물질을 포함할 수 있다.One of the first low refractive index upper layer and the second low refractive index upper layer may include the low refractive material, and the other may include the high refractive material.
상기 제1 저굴절 상부층의 두께 및 상기 제2 저굴절 상부층의 두께는 각각 0.2um 이하일 수 있다.The thickness of the first low refractive upper layer and the thickness of the second low refractive upper layer may be 0.2 μm or less, respectively.
상기 저굴절 물질은 SiOx이고, 상기 고굴절 물질은 SiNx일 수 있다.The low refractive material may be SiOx, and the high refractive material may be SiNx.
상기 광학 부재는 상기 파장 변환층 상부에 배치된 파장 변환 상부층을 더 포함할 수 있다.The optical member may further include a wavelength conversion upper layer disposed on the wavelength conversion layer.
상기 파장 변환 상부층은 SiOx 또는 SiNx를 포함할 수 있다. The wavelength conversion upper layer may include SiOx or SiNx.
상기 파장 변환 상부층은 상기 파장 변환층 상에 배치된 제1 파장 변환 상부층 및 상기 제1 파장 변환 상부층 상에 배치된 제2 파장 변환 상부층을 포함할 수 있다.The wavelength conversion top layer may include a first wavelength conversion top layer disposed on the wavelength conversion layer and a second wavelength conversion top layer disposed on the first wavelength conversion top layer.
상기 제1 파장 변환 상부층 및 상기 제2 파장 변환 상부층 중 어느 하나는 투명 유기 물질을 포함하고, 다른 하나는 SiOx 및 SiNx 중 어느 하나를 포함할 수 있다.One of the first wavelength converting upper layer and the second wavelength converting upper layer may include a transparent organic material, and the other may include any one of SiOx and SiNx.
상기 제1 파장 변환 상부층은 SiOx를 포함하고, 상기 제2 파장 변환 상부층은 투명 유기 물질을 포함할 수 있다.The first wavelength converting upper layer may include SiOx, and the second wavelength converting upper layer may include a transparent organic material.
상기 파장 변환 상부층은 상기 제2 파장 변환 상부층 상에 제3 파장 변환 상부층을 더 포함할 수 있다.The wavelength conversion top layer may further include a third wavelength conversion top layer on the second wavelength conversion top layer.
상기 과제를 해결하기 위한 또 다른 실시예에 따른 광학 부재는 도광판, 상기 도광판 상에 배치되고, 상기 도광판보다 작은 굴절율을 갖는 저굴절층, 상기 저굴절층 상에 배치된 파장 변환층, 상기 저굴절층과 상기 도광판 사이에 배치된 저굴절 하부층 및 상기 저굴절층과 상기 파장 변환층 상에 배치된 저굴절 상부층을 포함한다.According to another aspect of the present invention, an optical member includes a light guide plate, a low refractive layer disposed on the light guide plate, and having a refractive index smaller than that of the light guide plate, a wavelength conversion layer disposed on the low refractive layer, and the low refractive index. A low refractive index lower layer disposed between the layer and the light guide plate, and a low refractive index upper layer disposed on the low refractive index layer and the wavelength conversion layer.
상기 저굴절 하부층은 SiOx 또는 SiNx를 포함하고, 상기 저굴절 하부층의 굴절률은 상기 저굴절층의 굴절률보다 클 수 있다.The low refractive index lower layer may include SiOx or SiNx, and the refractive index of the low refractive index lower layer may be greater than the refractive index of the low refractive index layer.
상기 저굴절 하부층은 상기 도광판 상에 배치된 제1 저굴절 하부층 및 상기 제1 저굴절 하부층 상에 배치된 제2 저굴절 하부층을 포함할 수 있다.The low refractive index lower layer may include a first low refractive index lower layer disposed on the light guide plate and a second low refractive index lower layer disposed on the first low refractive index lower layer.
상기 제1 저굴절 하부층의 두께 및 상기 제2 저굴절 하부층의 두께는 각각 0.2um 이하일 수 있다.The thickness of the first low refractive index lower layer and the thickness of the second low refractive index lower layer may be 0.2 μm or less, respectively.
상기 저굴절 상부층은 SiOx 또는 SiNx를 포함하고, 상기 저굴절 상부층의 굴절률은 상기 저굴절층의 굴절률보다 클 수 있다.The low refractive upper layer may include SiOx or SiNx, and the refractive index of the low refractive upper layer may be greater than that of the low refractive layer.
상기 저굴절 상부층은 상기 저굴절층 상에 배치된 제1 저굴절 상부층 및 상기 제1 저굴절 상부층 상에 배치된 제2 저굴절 상부층을 포함할 수 있다.The low refractive upper layer may include a first low refractive upper layer disposed on the low refractive layer and a second low refractive upper layer disposed on the first low refractive upper layer.
상기 제1 저굴절 상부층의 두께 및 상기 제2 저굴절 상부층의 두께는 각각 0.2um 이하일 수 있다.The thickness of the first low refractive upper layer and the thickness of the second low refractive upper layer may be 0.2 μm or less, respectively.
상기 파장 변환층 상부에 배치된 파장 변환 상부층을 더 포함하되, 상기 파장 변환 상부층은 SiOx 또는 SiNx를 포함할 수 있다.The wavelength converting upper layer may be further disposed on the wavelength converting layer, and the wavelength converting upper layer may include SiOx or SiNx.
상기 파장 변환 상부층은 상기 파장 변환층 상에 배치된 제1 파장 변환 상부층 및 상기 제1 파장 변환 상부층 상에 배치된 제2 파장 변환 상부층을 포함할 수 있다.The wavelength conversion top layer may include a first wavelength conversion top layer disposed on the wavelength conversion layer and a second wavelength conversion top layer disposed on the first wavelength conversion top layer.
상기 제1 파장 변환 상부층 및 상기 제2 파장 변환 상부층 중 어느 하나는 투명 유기 물질을 포함하고, 다른 하나는 SiOx 및 SiNx 중 어느 하나를 포함할 수 있다.One of the first wavelength converting upper layer and the second wavelength converting upper layer may include a transparent organic material, and the other may include any one of SiOx and SiNx.
상기 제1 파장 변환 상부층은 SiOx를 포함하고, 상기 제2 파장 변환 상부층은 투명 유기 물질을 포함할 수 있다.The first wavelength converting upper layer may include SiOx, and the second wavelength converting upper layer may include a transparent organic material.
상기 파장 변환 상부층은 상기 제2 파장 변환 상부층 상에 제3 파장 변환 상부층을 더 포함할 수 있다.The wavelength conversion top layer may further include a third wavelength conversion top layer on the second wavelength conversion top layer.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치는 도광판, 상기 도광판 상에 배치되고, 상기 도광판보다 작은 굴절율을 갖는 저굴절층, 상기 저굴절층과 상기 도광판 사이에 배치된 저굴절 하부층, 및 상기 저굴절층 상에 배치된 파장 변환층을 포함하는 광학 부재, 상기 도광판의 적어도 일측에 배치된 광원 및 상기 광학 부재의 상부에 배치된 표시 패널을 포함한다.According to an exemplary embodiment of the present invention, a display device includes a light guide plate, a low refractive layer disposed on the light guide plate and having a refractive index smaller than that of the light guide plate, a low refractive index lower layer disposed between the low refractive layer and the light guide plate; And an optical member including a wavelength conversion layer disposed on the low refractive layer, a light source disposed on at least one side of the light guide plate, and a display panel disposed on the optical member.
상기 저굴절 하부층은 SiOx 또는 SiNx를 포함하고, 상기 저굴절 하부층의 굴절률은 상기 저굴절층의 굴절률보다 클 수 있다.The low refractive index lower layer may include SiOx or SiNx, and the refractive index of the low refractive index lower layer may be greater than the refractive index of the low refractive index layer.
상기 저굴절 하부층은 상기 도광판 상에 배치된 제1 저굴절 하부층 및 상기 제1 저굴절 하부층 상에 배치된 제2 저굴절 하부층을 포함할 수 있다.The low refractive index lower layer may include a first low refractive index lower layer disposed on the light guide plate and a second low refractive index lower layer disposed on the first low refractive index lower layer.
상기 파장 변환층 상부에 배치된 파장 변환 상부층을 더 포함하되, 상기 파장 변환 상부층은 SiOx 또는 SiNx를 포함할 수 있다.The wavelength converting upper layer may be further disposed on the wavelength converting layer, and the wavelength converting upper layer may include SiOx or SiNx.
상기 파장 변환 상부층은 상기 파장 변환층 상에 배치된 제1 파장 변환 상부층 및 상기 제1 파장 변환 상부층 상에 배치된 제2 파장 변환 상부층을 포함할 수 있다.The wavelength conversion top layer may include a first wavelength conversion top layer disposed on the wavelength conversion layer and a second wavelength conversion top layer disposed on the first wavelength conversion top layer.
상기 파장 변환 상부층은 상기 제2 파장 변환 상부층 상에 제3 파장 변환 상부층을 더 포함할 수 있다.The wavelength conversion top layer may further include a third wavelength conversion top layer on the second wavelength conversion top layer.
상기 광학 부재는 상기 파장 변환층과 상기 저굴절층 사이에 배치된 저굴절 상부층을 더 포함할 수 있다.The optical member may further include a low refractive upper layer disposed between the wavelength conversion layer and the low refractive layer.
상기 저굴절 상부층은 SiOx 또는 SiNx를 포함하고, 상기 저굴절 상부층의 굴절률은 상기 저굴절층의 굴절률보다 클 수 있다.The low refractive upper layer may include SiOx or SiNx, and the refractive index of the low refractive upper layer may be greater than that of the low refractive layer.
상기 파장 변환층 상부에 배치된 파장 변환 상부층을 더 포함하되, 상기 파장 변환 상부층은 SiOx 또는 SiNx를 포함할 수 있다.The wavelength converting upper layer may be further disposed on the wavelength converting layer, and the wavelength converting upper layer may include SiOx or SiNx.
상기 과제를 해결하기 위한 다른 실시예에 따른 표시 장치는 도광판, 상기 도광판 상에 배치되고, 상기 도광판보다 작은 굴절율을 갖는 저굴절층, 상기 저굴절층 상에 배치된 파장 변환층, 및 상기 저굴절층과 상기 파장 변환층 사이에 배치된 저굴절 상부층을 포함하는 광학 부재, 상기 도광판의 적어도 일측에 배치된 광원 및 상기 광학 부재의 상부에 배치된 표시 패널을 포함한다.According to another aspect of the present invention, a display device includes: a light guide plate, a low refractive layer disposed on the light guide plate and having a refractive index smaller than that of the light guide plate, a wavelength conversion layer disposed on the low refractive layer, and the low refractive index. And an optical member including a low refractive upper layer disposed between the layer and the wavelength conversion layer, a light source disposed on at least one side of the light guide plate, and a display panel disposed above the optical member.
상기 저굴절 상부층은 SiOx 또는 SiNx를 포함하고, 상기 저굴절 상부층의 굴절률은 상기 저굴절층의 굴절률보다 클 수 있다.The low refractive upper layer may include SiOx or SiNx, and the refractive index of the low refractive upper layer may be greater than that of the low refractive layer.
상기 파장 변환층 상부에 배치된 파장 변환 상부층을 더 포함하되, 상기 파장 변환 상부층은 SiOx 또는 SiNx를 포함할 수 있다.The wavelength converting upper layer may be further disposed on the wavelength converting layer, and the wavelength converting upper layer may include SiOx or SiNx.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.
일 실시예에 따른 광학 부재는 광 가이드 기능과 파장 변환 기능을 동시에 수행할 수 있으면서 굴절률이 서로 다른 물질의 적층 구조에 의해 광 투과 효율을 향상 할 수 있다. 일 실시예에 따른 광학 부재는 상대적으로 얇은 두께를 가지며, 광 투과 효율을 극대화하여 표시 장치의 광 특성을 향상시킬 수 있다.The optical member according to the exemplary embodiment may simultaneously perform the light guide function and the wavelength conversion function, and may improve the light transmission efficiency by the stack structure of materials having different refractive indices. An optical member according to an embodiment has a relatively thin thickness and may maximize light transmission efficiency to improve optical characteristics of the display device.
실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.Effects according to the embodiments are not limited by the contents illustrated above, more various effects are included in the present specification.
도 1은 일 실시예에 따른 광학 부재와 광원의 사시도이다.
도 2는 도 1의 II-II' 선을 따라 자른 단면도이다.
도 3 및 도 4는 다양한 실시예들에 따른 저굴절층의 단면도들이다.
도 5는 파장 변환 하부층의 적층 Case 및 도광판 상부 SiNx 두께에 따른 투과율 변화 그래프이다.
도 6은 파장 변환 하부층의 적층 Case 별 최대 투과율 확보를 위한 적층 구조 및 두께를 나타내는 표이다.
도 7 내지 도 14는 다양한 실시예에 따른 파장 변환 하부층의 단면도들이다.
도 15는 파장 변환 상부층의 적층 Case 및 파장 변환층 상부 SiNx 두께에 따른 투과율 변화 그래프이다.
도 16은 파장 변환 상부층의 적층 Case 별 최대 투과율 확보를 위한 적층 구조 및 두께를 나타내는 표이다.
도 17 내지 도 20은 다양한 실시예에 따른 파장 변환 상부층의 단면도이다.
도 21 내지 도 23은 다양한 실시예에 따른 광학 부재의 단면도들이다.
도 24는 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 25는 다른 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.1 is a perspective view of an optical member and a light source according to an embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II 'of FIG. 1.
3 and 4 are cross-sectional views of a low refractive layer according to various embodiments.
FIG. 5 is a graph showing transmittance change according to the thickness of the SiNx layer on the light emitting plate and the laminated case of the wavelength conversion lower layer.
FIG. 6 is a table illustrating a lamination structure and a thickness for securing a maximum transmittance for each lamination case of a wavelength conversion lower layer.
7-14 are cross-sectional views of a wavelength converting underlayer in accordance with various embodiments.
FIG. 15 is a graph showing transmittance change according to the thickness of the stacked case of the wavelength converting upper layer and the SiNx thickness of the upper part of the wavelength converting layer.
FIG. 16 is a table illustrating a lamination structure and a thickness for securing a maximum transmittance for each lamination case of a wavelength conversion upper layer.
17 through 20 are cross-sectional views of a wavelength converting upper layer according to various embodiments.
21 to 23 are cross-sectional views of optical members according to various embodiments.
24 is a cross-sectional view of a display device according to an exemplary embodiment.
25 is a cross-sectional view of a display device according to another exemplary embodiment.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the present embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and the general knowledge in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the present invention is defined only by the scope of the claims.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.References to elements or layers as "on" of another element or layer include all instances where another layer or other element is interposed over or in the middle of another element. Like reference numerals refer to like elements throughout.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.Although the first, second, etc. are used to describe various components, these components are of course not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another. Therefore, of course, the first component mentioned below may be a second component within the technical spirit of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 실시예들에 대해 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 일 실시예에 따른 광학 부재와 광원의 사시도이다. 도 2는 도 1의 II-II'선을 따라 자른 단면도이다.1 is a perspective view of an optical member and a light source according to an embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II 'of FIG. 1.
도 1 및 도 2를 참조하면, 광학 부재(100)는 도광판(10), 도광판 상에 배치된 파장 변환 하부층(70), 파장 변환 하부층(70) 상에 배치된 파장 변환층(50) 및 파장 변환층(50) 상에 배치된 파장 변환 상부층(60)을 포함할 수 있다. 파장 변환 하부층(70)은 저굴절 하부층(20), 저굴절 하부층(20) 상에 배치된 저굴절층(30) 및 저굴절층(30) 상에 배치된 저굴절 상부층(40)을 포함할 수 있다.1 and 2, the
도광판(10)은 빛의 진행 경로를 인도하는 역할을 한다. 도광판(10)은 대체로 다각 기둥 형상을 가질 수 있다. 도광판(10)의 평면 형상은 직사각형일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 예시적인 실시예에서, 도광판(10)은 평면 형상이 직사각형인 육각 기둥 형상으로서, 상면(10a), 하면(10b) 4개의 측면(10s; 10s1, 10s2, 10s3, 10s4)을 포함할 수 있다. 본 명세서 및 첨부된 도면에서 4개의 측면을 각각 구분할 필요가 있을 경우에는 "10s1", "10s2", "10s3", "10s4"로 표기하지만, 단순히 일 측면을 언급하기 위한 경우에는 "10s"로 표기한다. The
일 실시예에서, 도광판(10)의 상면(10a)과 하면(10b)은 각각 하나의 평면 상에 위치하며 상면(10a)이 위치하는 평면과 하면(10b)이 위치하는 평면은 대체로 평행하여 도광판(10)이 전체적으로 균일한 두께를 가질 수 있다. 그러나, 이에 제한되는 것은 아니고, 상면(10a)이나 하면(10b)이 복수의 평면으로 이루어지거나, 상면(10a)이 위치하는 평면과 하면(10b)이 위치하는 평면이 교차할 수도 있다. 예를 들어, 쐐기형 도광판과 같이 일 측면(예컨대, 입광면)에서 그에 대향하는 타 측면(예컨대, 대광면)으로 갈수록 두께가 얇아질 수 있다. 또한, 특정 지점까지는 일 측면 (예컨대, 입광면) 근처에서는 그에 대향하는 타 측면 (예컨대, 대광면) 측으로 갈수록 하면(10b)이 상향 경사져 두께가 줄어들다가 이후 상면과 하면(10b)이 평탄한 형상으로 형성될 수도 있다.In one embodiment, the
광학 부재(100)의 일 적용예에서, 광원(400)은 도광판(10)의 적어도 일 측면(10s)에 인접하여 배치될 수 있다. 도면에서는 도광판(10)의 일 장변에 위치하는 측면(10s1)에 인쇄회로기판(420)에 실장된 복수의 LED 광원(410)이 배치된 경우를 예시하였지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 예컨대, 복수의 LED 광원(410)이 양 장변의 측면(10s1, 10s3)에 모두 인접 배치되거나, 일 단변 또는 양 단변의 측면(10s2, 10s4)에 인접 배치될 수도 있다. 도 1의 실시예에서, 광원(400)이 인접 배치된 도광판(10)의 일 장변의 측면(10s1)은 광원(400)의 빛이 직접 입사되는 입광면(도면에서 설명의 편의상 '10s1'으로 표기)이 되고, 그에 대향하는 타 장변의 측면(10s3)은 대광면(도면에서 설명의 편의상 '10s3'으로 표기)이 된다. In one application of the
도광판(10)은 무기 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도광판(10)은 유리로 이루어질 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. The
광학 부재(100)의 각 층(20, 30, 40, 50, 60)이 서로 만나는 면에서 광학 계면이 형성될 수 있다. 광학 부재(100)는 복수의 광학 계면(30a, 30b, 50a, 50b)을 포함할 수 있다. 각 광학 계면(30a, 30b, 50a, 50b)은 도광판(10)의 상면(10a)과 실질적으로 평행할 수 있다. An optical interface may be formed at the surfaces where the
도광판(10)의 상면(10a)에는 파장 변환 하부층(70)이 배치된다. 파장 변환 하부층(70)은 저굴절층(30), 저굴절 하부층(20) 및 저굴절 상부층(40)을 포함할 수 있다. 파장 변환 하부층(70)은 도광판의 상면(10a) 상에 직접 형성되어, 도광판의 상면(10a)과 접촉할 수 있다. 파장 변환 하부층(70)은 도광판(10)과 파장 변환층(50) 사이에 개재되어 광학 부재(100)의 전반사를 돕는다.The wavelength conversion
더욱 구체적으로 설명하면, 도광판(10)에 의하여 입광면(10s1)으로부터 대광면(10s3) 측으로 효율적인 광 가이드가 이루어지기 위해서는 도광판(10)에서 효과적인 내부 전반사가 이루어지는 것이 바람직하다. 도광판(10)에서 내부 전반사가 이루어질 수 있는 조건 중 하나는 도광판(10)의 굴절률이 그와 광학적 계면을 이루는 매질의 굴절률에 비해 큰 것이다. 도광판(10)과 광학적 계면을 이루는 매질의 굴절률이 낮을수록 전반사 임계각이 작아져 더 많은 내부 전반사가 이루어질 수 있다. In more detail, in order for the light guide to be efficiently guided from the light receiving surface 10s1 to the light facing surface 10s3 by the
도광판(10)이 굴절률이 약 1.5인 유리로 이루어진 경우를 예로 하여 설명하면, 도광판(10)의 하면(10b)은 굴절률이 약 1인 공기층에 노출되어 그와 광학적 계면을 이루기 때문에 충분한 전반사가 이루어질 수 있다. Referring to the case where the
반면, 도광판(10)의 상면(10a)에는 다른 광학 기능층들이 적층되어 일체화되어 있기 때문에, 하면(10b)의 경우보다 충분한 전반사가 이루어지기 어렵다. 예를 들어, 도광판(10)의 상면(10a)에 굴절률이 1.5 이상인 물질층이 적층되면, 도광판(10)의 상면(10a)에서는 전반사가 이루어지지 못한다. 또한, 도광판(10)의 상면(10a)에 도광판(10)보다 굴절률이 미세하게 작은, 예컨대 1.49 정도의 물질층이 적층되면, 도광판(10)의 상면(10a)에서 내부 전반사가 이루어질 수는 있지만, 임계각이 너무 커서 충분한 전반사가 이루어지지 못한다. 도광판(10)의 상면(10a) 상에 적층되는 파장 변환층(50)은 통상 1.5 내외의 굴절률을 갖는데, 이러한 파장 변환층(50)이 도광판(10)의 상면(10a)에 직접 적층되면 도광판(10)의 상면(10a)에서 충분한 전반사가 이루어지기 어렵다. On the other hand, since the other optical functional layers are laminated and integrated on the
도광판(10)과 파장 변환층(50) 사이에 개재되어 도광판(10)의 상면(10a)과 계면을 이루는 저굴절층(30)은 도광판(10)보다 낮은 굴절률을 가져 저굴절층(30)의 하면(30b)에서 전반사가 이루어지도록 한다. 또한, 저굴절층(30)은 그 상부에 배치되는 물질층인 파장 변환층(50)보다 낮은 굴절률을 가져, 파장 변환층(50)이 직접 도광판(10)의 상면(10a)에 배치되는 경우보다 더 많은 전반사가 이루어지도록 할 수 있다. The low
도광판(10) 상에 저굴절 하부층(20)이 배치된 경우, 도광판(10)과 저굴절 하부층(20) 계면에서도 굴절률의 차이가 있어 전반사가 이루어질 수 있지만, 해당 계면에서 전반사 임계각보다 작은 각으로 입사한 광은 저굴절 하부층(20) 측으로 투과하여 진행할 수 있다. 저굴절 하부층(20)과 저굴절층(30) 계면에서 다시 반사 및/또는 굴절이 이루어지는데, 저굴절층(30)의 굴절률이 저굴절 하부층(20)의 굴절률보다 작은 경우 상기 계면에서도 전반사가 이루어질 수 있다. 광학 부재(100)가 저굴절 하부층(20)을 포함하는 경우, 도광판(10)과 저굴절층(30) 사이에 저굴절 하부층(20)이 개재되지만, 최종적으로 전반사의 임계각을 결정하는 것은 도광판(10)과 저굴절층(30)의 굴절률의 차이이다. 저굴절층(30)의 굴절률이 작을수록 상기 굴절률의 차이가 커지므로 전반사 임계각은 작아져 보다 많은 전반사가 이루어질 수 있다.When the low refractive index
도광판(10)과 파장 변환층(50) 사이에 개재되어 도광판(10)의 상면(10a)과 계면을 이루는 파장 변환 하부층(70)은 저굴절층(30)을 포함할 수 있다. 저굴절층(30)은 도광판(10)보다 낮은 굴절률을 가져 저굴절층(30)의 하면(30b)에서 전반사가 이루어지도록 한다. 또한, 저굴절층(30)은 그 상부에 배치되는 물질층인 파장 변환층(50)보다 낮은 굴절률을 가져, 파장 변환층(50)이 직접 도광판(10)의 상면(10a)에 배치되는 경우보다 더 많은 전반사가 이루어지도록 할 수 있다.The wavelength conversion
도광판(10)의 굴절률과 저굴절층(30)의 굴절률의 차는 0.2 이상일 수 있다. 저굴절층(30)의 굴절률이 도광판(10)의 굴절률보다 0.2 이상 작은 경우, 저굴절층(30)의 하면(30b)을 통해서 충분한 전반사가 이루어질 수 있다. 도광판(10)의 굴절률과 저굴절층(30)의 굴절률의 차의 상한에는 제한이 없지만, 통상 적용되는 도광판(10)의 물질과 저굴절층(30)의 굴절률을 고려할 때 1 이하일 수 있다. 저굴절층(30)의 굴절률은 1.2 내지 1.4의 범위에 있을 수 있다. 일반적으로 고체상의 매질은 그 굴절률을 1에 가깝게 만들수록 제조 비용이 기하급수적으로 증가한다. 저굴절층(30)의 굴절률이 1.2 이상이면, 지나친 제조 원가의 증가를 막을 수 있다. 또한, 저굴절층(30)의 굴절률이 1.4 이하인 것이 도광판(10)의 상면(10a) 전반사 임계각을 충분히 작게 하는 데에 유리하다. 예시적인 실시예에서, 약 1.25의 굴절률을 갖는 저굴절층(30)이 적용될 수 있다. The difference between the refractive index of the
상술한 낮은 굴절률을 나타내기 위해 저굴절층(30)은 보이드를 포함할 수 있다. 보이드는 진공으로 이루어지거나, 공기층, 기체 등으로 채워질 수 있다. 보이드의 공간은 파티클이나 매트릭스 등에 의해 정의될 수 있다. 더욱 상세한 설명을 위해 도 3 및 도 4가 참조된다. In order to exhibit the low refractive index described above, the low
도 3 및 도 4는 다양한 실시예들에 따른 저굴절층의 단면도들이다. 3 and 4 are cross-sectional views of a low refractive layer according to various embodiments.
일 실시예에서, 저굴절층(30)은 도 3에 도시된 바와 같이, 복수의 파티클(PT), 파티클(PT)을 둘러싸고 전체가 하나로 연결된 매트릭스(MX) 및 보이드(VD)를 포함할 수 있다. 파티클(PT)은 저굴절층(30)의 굴절률 및 기계적 강도를 조절하는 필러(filler)일 수 있다. In one embodiment, as shown in FIG. 3, the low
저굴절층(30)에는 복수의 매트릭스(MX) 내부에 파티클(PT)들이 분산 배치되고, 매트릭스(MX)가 부분적으로 벌어져 해당 부위에 보이드(VD)가 형성될 수 있다. 예를 들어, 복수의 파티클(PT)과 매트릭스(MX)를 용매에 혼합한 후, 건조 및/또는 경화시키면 용매가 증발하는데, 이때 매트릭스(MX) 사이사이에 보이드(VD)가 형성될 수 있다. In the low
다른 실시예에서, 저굴절층(30)은 도 4에 도시된 것처럼, 파티클 없이 매트릭스(MX)와 보이드(VD)를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 저굴절층(30)은 발포수지와 같이 전체가 하나로 연결된 매트릭스(MX) 및 그 내부에 배치된 복수의 보이드(VD)를 포함할 수도 있다. In another embodiment, low
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 저굴절층(30)이 보이드(VD)를 포함하는 경우, 저굴절층(30)의 전체 굴절률은 파티클(PT)/매트릭스(MX)의 굴절률과 보이드(VD)의 굴절률의 사이값을 가질 수 있다. 상술한 바와 같이 보이드(VD)가 굴절률이 1인 진공이나 굴절률이 대략 1인 공기층, 기체 등으로 채워지는 경우, 파티클(PT)/매트릭스(MX)로 1.4 이상의 물질을 사용하더라도 저굴절층(30)의 전체 굴절률은 1.4 이하의 값, 예컨대 약 1.25의 값을 가질 수 있다. 예시적인 실시예에서, 파티클(PT)은 SiO2, Fe2O3, MgF2와 같은 무기 물질로 이루어지고, 매트릭스(MX)는 폴리실록산(polysiloxane)과 같은 유기물로 이루어질 수 있지만, 그 밖의 다른 유기물이나 무기물로 이루어질 수도 있다. As shown in FIGS. 3 and 4, when the low
다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 저굴절층(30)의 두께는 0.4㎛ 내지 2㎛일 수 있다. 저굴절층(30)의 두께가 가시광 파장 범위인 0.4㎛ 이상인 경우 실효적인 광학적 계면을 이룰 수 있어 저굴절층(30)의 하면(30b)에서 스넬의 법칙에 따른 전반사가 잘 이루어질 수 있다. 저굴절층(30)이 너무 두꺼울 경우 광학 부재(100)의 박막화에 역행하고, 재료 비용이 증가하며 광학 부재(100)의 휘도 측면에도 불리할 수 있으므로, 저굴절층(30)은 2㎛ 이하의 두께로 형성될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 저굴절층(30)의 두께는 약 1㎛일 수 있다. Referring again to FIGS. 1 and 2, the thickness of the low
저굴절 하부층(20)은 도광판(10)과 저굴절층(30) 사이에 배치될 수 있다. 저굴절 하부층(20)은 도광판(10)의 상면 상에 직접 형성되어 도광판(10)의 상면과 접촉할 수 있다. 또한, 저굴절층(30)의 하면과 접촉할 수 있다. 저굴절 하부층(20)은 도광판(10)과 저굴절층(30) 사이에 개재될 수 있다. 저굴절 하부층(20)은 저굴절층(30) 보다 굴절률이 클 수 있다. 저굴절 하부층(20)은 저굴절 물질과 고굴절 물질 중 어느 하나로 이루어지는 단층 구조일 수 있다. 또한, 저굴절 하부층(20)은 저굴절 물질 및 고굴절 물질이 교대로 적층 된 다층 구조일 수 있다. 저굴절 물질의 굴절률은 1.3 내지 1.7일 수 있다. 고굴절 물질의 굴절률은 1.5 내지 2.2일 수 있다. 일 실시예로 저굴절 물질은 SiOx일 수 있고, 고굴절 물질은 SiNx일 수 있다. 다만, 저굴절 물질 및 고굴절 물질은 이에 한정되는 것은 아니며 굴절률을 만족하는 다양한 물질이 될 수 있다. The low refractive index
저굴절 하부층(20)의 적층 물질 및 적층 두께에 따라 광의 보강 간섭 또는 상쇄 간섭에 의한 영향이 변화하므로 광 투과율이 변하게 된다. 즉, 저굴절 하부층(20)의 적층 물질 및 적층 두께를 조절하여 광 투과율을 조절할 수 있게 된다. 또한, 저굴절 하부층(20)이 무기막을 포함하는 경우, 저굴절 하부층(20)은 저굴절층(30)으로 수분/산소가 침투하는 것을 방지하는 보호막의 역할을 할 수 있다.According to the stacking material and the stacking thickness of the low refractive index
저굴절 상부층(40)은 저굴절층(30)과 파장 변환층(50) 사이에 배치될 수 있다. 저굴절 상부층(40)은 저굴절층(30)의 상면 상에 직접 형성되어 저굴절층(30)의 상면과 접촉할 수 있다. 또한, 파장 변환층(50)의 하면과 접촉할 수 있다. 저굴절 상부층(40)은 저굴절층(30)과 파장 변환층(50) 사이에 개재될 수 있다. 저굴절 상부층(40)은 저굴절층(30)보다 굴절률이 클 수 있다. 저굴절 상부층(40)은 저굴절층(30) 상면에서 파장 변환층(50) 방향으로 전반사가 일어나는 것을 돕는다. 저굴절 상부층(40)은 저굴절 물질과 고굴절 물질 중 어느 하나로 이루어지는 단층 구조일 수 있다. 또한, 저굴절 상부층(40)은 저굴절 물질 및 고굴절 물질이 교대로 적층 된 다층 구조일 수 있다. 저굴절 하부층(20)과 같이 저굴절 물질의 굴절률은 1.2 내지 1.7일 수 있다. 고굴절 물질의 굴절률은 1.5 내지 2.2일 수 있다. 일 실시예로 저굴절 물질은 SiOx일 수 있고, 고굴절 물질은 SiNx일 수 있다. 다만, 저굴절 물질 및 고굴절 물질은 이에 한정되는 것은 아니며 굴절률을 만족하는 다양한 물질이 될 수 있다. The low refractive index
저굴절 상부층(40)의 적층 물질 및 적층 두께에 따라 광의 보강 간섭 또는 상쇄 간섭에 의한 영향이 변화하므로 광 투과율이 변하게 된다. 즉, 저굴절 상부층(40)의 적층 물질 및 적층 두께를 조절하여 광 투과율을 조절할 수 있게 된다. 또한, 저굴절 상부층(40)은 광학 부재(100)의 광학 효율을 향상시킬 수 있다. 저굴절층(30)을 투과한 광이 파장 변환층(50)으로 진입하여 분산된 산란 입자를 만나면 파장이 변하면서 산란하는데, 산란한 광의 일부는 다시 도광판(10) 방향으로 진행할 수 있다. 저굴절 상부층(40)이 저굴절층(30)보다 높은 굴절률을 가지면 그 계면에서 전반사가 이루어지고, 다시 상부로 반사시킬 수 있어, 표시 장치의 휘도와 같은 광학 효율을 증가시킬 수 있다. According to the stacking material and the stacking thickness of the low refractive
저굴절 상부층(40)은 저굴절층(30)과 완전히 중첩하여 저굴절층(30)으로 수분 및/또는 산소의 침투하는 것을 방지할 수 있다. 즉, 저굴절 상부층(40)은 저굴절층(30)의 변형을 방지할 수 있으며, 경도를 증가시켜 구조적인 안정성을 가져올 수 있다. 또한 무기막을 포함하는 저굴절 상부층(40)은 상부의 파장 변환층(50) 및 하부의 저굴절층(30)으로 수분 및/또는 산소가 침투하는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다.The low refractive index
파장 변환 하부층(70)은 증착 및 코팅 등의 방법으로 형성될 수 있다. 파장 변환 하부층(70)은 도광판(10)상에 저굴절 하부층(20), 저굴절층(30), 저굴절 상부층(40) 순으로 형성될 수 있다. 일 실시예로 저굴절 하부층(20)과 저굴절 상부층(40)은 무기물을 포함하는 무기막으로 화학 기상 증착 방법을 이용하여 형성될 수 있다. 저굴절층(30)은 유기물을 포함하는 유기막으로 코팅 방법을 이용하여 형성될 수 있다. 상기 코팅 방법으로는 슬릿 코팅, 스핀 코팅, 롤 코팅, 스프레이 코팅, 잉크젯 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니고, 다른 다양한 적층 방법이 적용될 수 있다.The wavelength conversion
파장 변환층(50)은 파장 변환 하부층(70) 상에 배치된다. 일 실시예로 파장 변환 하부층(70)이 저굴절 상부층(40)을 포함하는 경우, 파장 변환층(50)은 저굴절 상부층(40)의 상면에 배치될 수 있다. 다른 실시예로 파장 변환 하부층(70)이 저굴절 상부층(40)을 포함하지 않는 경우, 파장 변환층(50)은 저굴절층(30) 상면에 배치될 수 있다. 파장 변환층(50)은 바인더층과 바인더층 내에 분산된 파장 변환 입자를 포함할 수 있다. 파장 변환층(50)은 파장 변환 입자 외에 바인더층에 분산된 산란 입자를 더 포함할 수 있다.The
바인더층은 파장 변환 입자가 분산되는 매질로서, 일반적으로 바인더로 지칭될 수 있는 다양한 수지 조성물로 이루어질 수 있다. 다만, 그에 제한되는 것은 아니며, 본 명세서에서 파장 변환 입자 및/또는 산란 입자를 분산 배치시킬 수 있는 매질이면 그 명칭, 추가적인 다른 기능, 구성 물질 등에 상관없이 바인더층으로 지칭될 수 있다. The binder layer is a medium in which the wavelength conversion particles are dispersed, and may be made of various resin compositions that may generally be referred to as binders. However, the present invention is not limited thereto and may be referred to as a binder layer regardless of its name, additional functions, materials, and the like, as long as the medium capable of dispersing the wavelength converting particles and / or the scattering particles.
파장 변환 입자는 입사된 빛의 파장을 변환하는 입자로, 예를 들어 양자점(Quant㎛ dot: QD), 형광 물질 또는 인광 물질일 수 있다. 파장 변환 입자의 일 예인 양자점에 대해 상세히 설명하면, 양자점은 수 나노미터 크기의 결정 구조를 가진 물질로, 수 백에서 수천 개 정도의 원자로 구성되며, 작은 크기로 인해 에너지 밴드 갭(band gap)이 커지는 양자 구속(quant㎛ confinement) 효과를 나타낸다. 양자점에 밴드 갭보다 에너지가 높은 파장의 빛이 입사하는 경우, 양자점은 그 빛을 흡수하여 들뜬 상태로 되고, 특정 파장의 광을 방출하면서 바닥 상태로 떨어진다. 방출된 파장의 빛은 밴드 갭에 해당되는 값을 갖는다. 양자점은 그 크기와 조성 등을 조절하면 양자 구속 효과에 의한 발광 특성을 조절할 수 있다.The wavelength conversion particles are particles that convert wavelengths of incident light, and may be, for example, quantum dots (QDs), fluorescent materials, or phosphorescent materials. The quantum dot, an example of a wavelength conversion particle, is a material having a crystal structure of several nanometers in size, composed of hundreds to thousands of atoms, and because of its small size, the energy band gap is reduced. The increasing quantum confinement effect is shown. When light of a wavelength having a higher energy than the band gap is incident on the quantum dot, the quantum dot is excited by absorbing the light and falls to the ground state while emitting light of a specific wavelength. Light of the emitted wavelength has a value corresponding to the band gap. The quantum dots can control the light emission characteristics due to the quantum confinement effect by adjusting the size and composition thereof.
양자점은 예를 들어, Ⅱ-Ⅵ족 화합물, Ⅱ-Ⅴ족 화합물, Ⅲ-Ⅵ족 화합물, Ⅲ-Ⅴ족 화합물, Ⅳ-Ⅵ족 화합물, Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ족 화합물, Ⅱ-Ⅳ-Ⅵ족 화합물 및 Ⅱ-Ⅳ-Ⅴ족 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.Quantum dots are, for example, group II-VI compounds, group II-V compounds, group III-VI compounds, group III-V compounds, group IV-VI compounds, group I-III-VI compounds, group II-IV-VI At least one of a compound and a II-IV-V compound.
양자점은 코어(Core) 및 코어를 오버 코팅하는 쉘(Shell)을 포함하는 것일 수 있다. 코어는 이에 한정하는 것은 아니나, 예를 들어, CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InP, InAs, InSb, SiC, Ca, Se, In, P, Fe, Pt, Ni, Co, Al, Ag, Au, Cu, FePt, Fe2O3, Fe3O4, Si, 및 Ge 중 적어도 하나일 수 있다. 쉘은 이에 한정하는 것은 아니나, 예를 들어, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, HgS, HgSe, HgTe, AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, GaSe, InN, InP, InAs, InSb, TlN, TlP, TlAs, TlSb, PbS, PbSe 및 PbTe 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The quantum dot may include a core and a shell overcoating the core. The core is not limited thereto, but for example, CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InP, InAs, InSb, SiC, Ca, It may be at least one of Se, In, P, Fe, Pt, Ni, Co, Al, Ag, Au, Cu, FePt, Fe2O3, Fe3O4, Si, and Ge. The shell is not limited thereto, for example, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, HgS, HgSe, HgTe, AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, GaSe, InN, It may include at least one of InP, InAs, InSb, TlN, TlP, TlAs, TlSb, PbS, PbSe, and PbTe.
파장 변환 입자는 입사광을 서로 다른 파장으로 변환하는 복수의 파장 변환 입자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 파장 변환 입자는 특정 파장의 입사광을 제1 파장으로 변환하여 방출하는 제1 파장 변환 입자와 제2 파장으로 변환하여 방출하는 제2 파장 변환 입자를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 광원(400)에서 출사되어 파장 변환 입자에 입사되는 빛은 블루 파장의 빛이고, 상기 제1 파장은 그린 파장이고, 상기 제2 파장은 레드 파장일 수 있다. 예를 들어, 상기 블루 파장은 420 내지 470nm에서 피크를 갖는 파장이고, 상기 그린 파장은 520nm 내지 570nm에서 피크를 갖는 파장이고, 상기 레드 파장은 620nm 내지 670nm에서 피크를 갖는 파장일 수 있다. 그러나, 블루, 그린, 레드 파장이 위 예시에 제한되는 것은 아니며, 본 기술분야에서 블루, 그린, 레드로 인식될 수 있는 파장 범위를 모두 포함하는 것으로 이해되어야 한다. The wavelength converting particle may include a plurality of wavelength converting particles for converting incident light into different wavelengths. For example, the wavelength converting particles may include first wavelength converting particles converting incident light having a specific wavelength into a first wavelength and emitting the second wavelength converting particles converting and emitting a second wavelength. In an exemplary embodiment, the light emitted from the
상기 예시적인 실시예에서, 파장 변환층(50)에 입사된 블루광은 파장 변환층(50)을 통과하면서 일부가 제1 파장 변환 입자에 입사하여 그린 파장으로 변환되어 방출되고, 다른 일부가 제2 파장 변환 입자에 입사하여 레드 파장으로 변환되어 방출되며, 나머지 일부는 제1 및 제2 파장 변환 입자에 입사되지 않고 그대로 출사될 수 있다. 따라서, 파장 변환층(50)을 통과한 빛은 블루 파장의 빛, 그린 파장의 빛, 및 레드 파장의 빛을 모두 포함하게 된다. 방출되는 서로 다른 파장의 빛들의 비율을 적절하게 조절하면 백색광 또는 다른 색의 출사광을 표시할 수 있다. 파장 변환층(50)에 변환된 빛들은 좁은 범위의 특정 파장 내에 집중되고, 좁은 반치폭을 갖는 샤프한 스펙트럼을 갖는다. 따라서, 이와 같은 스펙트럼의 빛을 컬러 필터로 필터링하여 색상을 구현할 경우, 색재현성이 개선될 수 있다. In the exemplary embodiment, blue light incident on the
상기 예시적인 실시예와는 달리, 입사광이 자외선 등과 같은 단파장의 빛이고 이를 각각 블루, 그린, 레드 파장으로 변환하는 3 종류의 파장 변환 입자가 파장 변환층(50) 내에 배치되어 백색광을 출사할 수도 있다. Unlike the above exemplary embodiment, the incident light is light having a short wavelength such as ultraviolet light, and three kinds of wavelength converting particles converting the light into blue, green, and red wavelengths may be disposed in the
파장 변환층(50)은 산란 입자를 더 포함할 수 있다. 산란 입자는 비양자점 입자로서, 파장 변환 기능이 없는 입자일 수 있다. 산란 입자는 입사된 빛을 산란시켜 더 많은 입사광이 파장 변환 입자 측으로 입사될 수 있도록 한다. 뿐만 아니라, 산란 입자는 파장별 빛의 출사각을 균일하게 제어하는 역할을 수행할 수 있다. 구체적으로 설명하면 일부의 입사광이 파장 변환 입자에 입사된 후 파장이 변환되어 방출될 때, 그 방출 방향은 무작위인 산란 특성을 갖는다. 만약, 파장 변환층(50) 내에 산란 입자가 없다면, 파장 변환 입자 충돌 후 방출하는 그린, 레드 파장은 산란 방출 특성을 갖지만, 파장 변환 입자의 충돌 없이 방출하는 블루 파장은 산란 방출 특성을 갖지 않아 출사 각도에 따라 블루/그린/레드 파장의 방출량이 상이해질 것이다. 산란 입자는 파장 변환 입자에 충돌하지 않고 방출되는 블루 파장에 대해서도 산란 방출 특성을 부여함으로써, 파장별 빛의 출사각을 유사하게 조절할 수 있다. 산란 입자로는 TiO2, SiO2 등이 사용될 수 있다. The
파장 변환층(50)은 저굴절층(30)보다 두꺼울 수 있다. 파장 변환층의 두께는 약 10 내지 50㎛일 수 있다. 예시적인 실시예에서, 파장 변환층(50)의 두께는 약 10㎛일 수 있다.The
파장 변환층(50)은 코팅 등의 방법으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 파장 변환 하부층이 형성된 도광판(10) 상에 파장 변환 조성물을 슬릿 코팅하고, 건조 및 경화하여 파장 변환층(50)을 형성할 수 있다. 그러나, 이에 제한되는 것은 아니고, 다른 다양한 적층 방법이 적용될 수 있다.The
파장 변환층(50) 상에는 파장 변환 상부층(60)이 배치될 수 있다. 파장 변환 상부층(60)은 수분 및/또는 산소(이하, '수분/산소'로 칭함)의 침투를 막는 패시베이션층일 수 있다. 파장 변환 상부층(60)은 복수의 적층막을 포함할 수 있다. 각 적층막은 무기막 또는 유기막을 포함할 수 있다. 파장 변환 상부층(60)은 적어도 하나의 무기막을 포함할 수 있다. 즉, 파장 변환 상부층(60)은 무기막의 단일막으로 이루어지거나 복수의 무기막으로 이루어지거나 유기막과 무기막의 적층막으로 이루어질 수 있다. The wavelength conversion
각 적층막은 고굴절 물질, 저굴절 물질 및/또는 투명 유기 물질을 포함하여 이루어질 수 있다. 파장 변환 상부층(60)은 저굴절 물질, 고굴절 물질 또는 투명 유기 물질로 이루어진 단층막일 수 있으며, 굴절률이 서로 다른 물질이 적층된 다층막일 수 있다. 일 실시예로 상기 고굴절 물질 및 저굴절 물질은 실리콘 질화물, 알루미늄 질화물, 지르코늄 질화물, 티타늄 질화물, 하프늄 질화물, 탄탈륨 질화물, 실리콘 산화물, 알루미늄 산화물, 티타늄 산화물, 주석 산화물, 세륨 산화물 및 실리콘 산화질화물 등 일 수 있다. 일 실시예로 고굴절 물질은 SiNx(실리콘 나이트라이드)이며, 저굴절 물질은 SiOx(실리콘 옥사이드)일 수 있다. 투명 유기 물질은 실리콘계 수지, 아크릴계 수지, 에폭시계 수지 등 일 수 있다. Each laminated film may comprise a high refractive material, a low refractive material and / or a transparent organic material. The wavelength conversion
파장 변환 상부층(60)은 파장 변환층(50)에 완전히 중첩하고 파장 변환층(50)의 상면을 덮을 수 있다. 일 실시예로 파장 변환 상부층(60)은 파장 변환층(50)의 상면만 덮을 수 있으나, 다른 실시예로 파장 변환 상부층(60)은 외측으로 더 연장되어 파장 변환층(50)의 측면과 파장 변환 하부층(70)의 측면까지 덮을 수 있다. The wavelength conversion
파장 변환 상부층(60)의 두께는 0.1㎛ 내지 5㎛일 수 있다. 일 실시예로 파장 변환 상부층(60)이 유기막을 포함하지 않는 경우, 파장 변환 상부층(60)의 두께는 0.15㎛ 내지 0.5㎛일 수 있다. 다른 실시예로 파장 변환 상부층(60)이 유기막을 포함하는 경우, 파장 변환 상부층(60)의 두께는 1㎛ 내지 5㎛일 수 있다. 파장 변환 상부층(60)의 두께는 파장 변환층(50)보다 작을 수 있다. 파장 변환 상부층(60)의 두께가 0.1㎛ 이상이면 유의미한 수분/산소 침투 방지 기능을 발휘할 수 있다. 파장 변환 상부층(60)의 두께가 2㎛ 이하인 것이 박막화 및 투과율 관점에서 유리하다. 다만 파장 변환 상부층(60)의 두께가 이에 한정되는 것은 아니며, 파장 변환 상부층(60)은 다양한 두께로 배치될 수 있다. 파장 변환 상부층(60)의 적층 물질의 굴절률 및 적층 두께 등에 따라서 상부로 추출되는 빛의 양, 다시 말해 투과율에 영향을 줄 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다. The wavelength conversion
파장 변환 상부층(60)은 코팅 및 증착 등의 방법으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 무기물을 포함하는 무기막은 파장 변환 하부층(70)과 파장 변환층(50)이 순차 형성된 도광판(10) 상에 화학 기상 증착 방법을 이용하여 형성할 수 있다. 유기물을 포함하는 유기막은 도광판 상에 코팅 방법을 이용하여 형성할 수 있다. 그러나, 이에 제한되는 것은 아니고, 다른 다양한 적층 방법이 적용될 수 있다.The wavelength conversion
상술한 바와 같이, 광학 부재(100)는 광 가이드 기능과 파장 변환 기능을 동시에 수행할 수 있다. 광학 부재(100)는 파장 변환 하부층(70) 및 파장 변환 상부층(60)을 포함할 수 있다. 파장 변환 하부층(70)은 저굴절층(30), 저굴절 하부층(20) 및 저굴절 상부층(40)을 포함할 수 있다. 저굴절 하부층(20) 및 저굴절 상부층(40)은 저굴절층(30)의 굴절률보다 큰 물질로 이루어질 수 있다. 저굴절 하부층(20) 및 저굴절 상부층(40)은 광학 부재로 입사된 광의 보강 간섭 또는 상쇄 간섭에 의한 영향을 변화시키므로 광 투과율을 향상시킬 수 있다. 파장 변환 상부층(60)은 고굴절 물질 또는 저굴절 물질 중 적어도 하나의 물질로 이루어진 층을 포함할 수 있다. 또한 파장 변환 상부층(60)은 투명 유기 물질을 더 포함하는 다층막 일 수 있다. 파장 변환 상부층(60)은 파장 변환층을 완전히 덮어 수분/산소의 침투를 막는다. 또한 파장 변환 상부층(60)은 파장 변환층을 투과한 광이 광학 부재(100) 외부로 효과적으로 출광 되도록 하여 광학 효율을 향상시킬 수 있다. As described above, the
또한, 광학 부재(100)의 파장 변환층(50) 상에 배치되는 파장 변환 상부층(60)은 별도의 필름으로 제공되는 파장 변환 필름보다 제조 단가를 낮추고 두께를 감소시킬 수 있다. 일 예로, 파장 변환 필름은 파장 변환층(50) 상하부 배리어 필름을 부착하는데, 배리어 필름은 고가일 뿐만 아니라 두께도 100㎛ 이상으로 두꺼워, 파장 변환 필름의 전체 두께는 약 270㎛에 이른다. 반면, 본 실시예에 따른 광학 부재(100)의 경우 도광판(10)을 제외한 전체 두께를 약 12㎛ 내지 13㎛의 수준으로 유지할 수 있어, 이를 채용하는 표시 장치의 두께를 감소시킬 수 있다. 또한, 광학 부재(100)는 고가의 배리어 필름을 생략할 수 있어 제조 단가도 파장 변환 필름보다 저렴한 수준으로 관리할 수 있다. In addition, the wavelength conversion
이하, 파장 변환 하부층에 있어서 최대 광 투과율을 얻기 위한 파장 변환 하부층의 적층 구조 및 두께에 대해 설명한다. 광이 굴절률이 서로 다른 매질을 투과할 때, 서로 다른 굴절률을 가진 매질이 만나는 지점에서 광의 반사와 굴절이 일어난다. 매질의 굴절률과 두께를 알 수 있다면, 광의 반사와 굴절에 관한 프레넬 방정식(Fresnel equations)을 통해 적층 구조의 투과율을 도출할 수 있다. 즉, 파장 변환 하부층의 적층 구조 및 두께에 따른 투과율을 도출하기 위한 시뮬레이션을 수행할 수 있다.Hereinafter, the lamination structure and thickness of a wavelength conversion underlayer for obtaining maximum light transmittance in a wavelength conversion underlayer are demonstrated. When light passes through media with different indices of refraction, reflection and refraction of the light occur at the point where the media with different indices of refraction meet. If the refractive index and thickness of the medium are known, the Fresnel equations for the reflection and refraction of light can be used to derive the transmittance of the laminated structure. That is, a simulation may be performed to derive a transmittance according to the laminated structure and the thickness of the wavelength conversion lower layer.
도 5는 파장 변환 하부층의 적층 Case 및 도광판 상부 SiNx 두께에 따른 투과율 변화 그래프이다. 도 6은 파장 변환 하부층의 적층 Case 별 최대 투과율 확보를 위한 적층 구조 및 두께를 나타내는 표이다. FIG. 5 is a graph showing transmittance change according to the thickness of the SiNx layer on the light emitting plate and the laminated case of the wavelength conversion lower layer. FIG. 6 is a table illustrating a lamination structure and a thickness for securing a maximum transmittance for each lamination case of a wavelength conversion lower layer.
도 5(a)는 시뮬레이션을 수행하기 위한 조건을 설명한다. 도 5(a)에서 저굴절 하부층과 저굴절 상부층이 모두 2개의 층을 갖는 경우를 예로 하여 설명하고, 저굴절 하부층과 저굴절 상부층이 생략되거나 하나의 층 만을 갖는 경우에는 편의상 해당 층의 두께가 0㎛인 것으로 표현하기로 한다. 5A illustrates conditions for performing a simulation. In FIG. 5 (a), a case in which the low refractive index lower layer and the low refractive index upper layer have two layers will be described as an example. In the case where the low refractive index lower layer and the low refractive index upper layer are omitted or have only one layer, the thickness of the corresponding layer may be It is expressed as 0 μm.
도 2 및 도 5(a)를 참조하면, 파장 변환 하부층(70)은 도광판(10) 상에 저굴절 하부층(20), 저굴절층(30), 저굴절 상부층(40) 순으로 적층 되어 있다. 파장 변환 하부층(70)은 도광판(10)과 파장 변환층(50) 사이에 개재될 수 있다. 저굴절 하부층(20) 및 저굴절 상부층(40)은 각각 2개 이하의 층을 포함할 수 있다. 2 and 5 (a), the wavelength conversion
시뮬레이션 조건에서 각 층의 두께는 0㎛ 내지 0.2㎛ 범위에서 선택된다. 두께가 0㎛라는 것은 상술한 바와 같이 해당 층을 포함하지 않는 것을 의미한다. 시뮬레이션 조건에서 저굴절층(30)의 두께는 1㎛로 설정된다. 저굴절 하부층(20) 및 저굴절 상부층(40)이 포함하는 층은 고굴절 물질과 저굴절 물질로 이루어질 수 있다. 일 실시예로 고굴절 물질은 SiNx(실리콘 나이트라이드)이며, 저굴절 물질은 SiOx(실리콘 옥사이드)일 수 있다. 이하, 고굴절 물질은 SiNx이고 저굴절 물질은 SiOx인 것으로 설명한다. 고굴절 물질을 포함하는 층과 저굴절 물질을 포함하는 층은 교번적으로 적층 될 수 있다. 고굴절 물질과 저굴절 물질의 굴절률은 저굴절층의 굴절률보다 클 수 있다. 적층 구조에 따라 파장 변환 하부층(70)의 광 투과율을 구하기 위한 조건을 4개로 구분할 수 있다. The thickness of each layer under simulation conditions is selected in the range of 0 μm to 0.2 μm. The thickness of 0 mu m means that the layer is not included as described above. Under the simulation conditions, the thickness of the low
파장 변환 하부층의 Case 1은 도광판 상에 저굴절 물질, 고굴절 물질 순으로 적층 된 저굴절 하부층(20)과 저굴절층 상에 고굴절 물질, 저굴절 물질 순으로 적층 된 저굴절 상부층(40)을 포함한다.
파장 변환 하부층의 Case 2는 도광판 상에 고굴절 물질, 저굴절 물질 순으로 적층 된 저굴절 하부층(20)과 저굴절층 상에 고굴절 물질, 저굴절 물질 순으로 적층 된 저굴절 상부층(40)을 포함한다.
파장 변환 하부층의 Case 3는 도광판 상에 고굴절 물질, 저굴절 물질 순으로 적층 된 저굴절 하부층(20)과 저굴절층 상에 저굴절 물질, 고굴절 물질 순으로 적층 된 저굴절 상부층(40)을 포함한다.
파장 변환 하부층의 Case 4는 도광판 상에 저굴절 물질, 고굴절 물질 순으로 적층 된 저굴절 하부층(20)과 저굴절층 상에 저굴절 물질, 고굴절 물질 순으로 적층 된 저굴절 상부층(40)을 포함한다.
도 5(b)는 Case 1에 있어서, 도광판 상에 배치된 저굴절 하부층의 SiNx의 두께에 따른 적층 조건 별 투과율 변화를 나타내는 그래프이다. 도 5(b)는 시뮬레이션 결과에 대한 일 예이며, 도 5(b)와 같은 방식으로 다른 Case의 적층 구조를 가진 파장 변환 하부층의 투과율을 구할 수 있다. 여기서 투과율이란 광원을 통해 입사된 청색 광 대비 파장 변환 하부층을 투과하여 외부로 방출된 청색 광의 비율을 의미한다. 도 5(b)의 그래프 상 SiNx는 고굴절 물질을 지칭하며, SiOx는 저굴절 물질을 지칭한다. FIG. 5B is a graph showing a change in transmittance according to stacking conditions according to the thickness of SiNx of the low refractive index lower layer disposed on the light guide plate in
도 2 및 도 5(b)를 참조하면, 도 5(b)의 시뮬레이션이 수행되는 파장 변환 하부층(70)은 상술한 Case 1의 구조를 가지고 있다. Case 1의 파장 변환 하부층(70)은 SiNx, SiOx 순으로 적층 된 저굴절 하부층(20)과 SiNx, SiOx 순으로 적층 된 저굴절 상부층(40)을 포함한다. 저굴절 하부층(20)의 SiNx는 도 5(b)의 그래프 상 X축에 해당하는 SiNx 두께에 대응한다. 즉, 그래프에서 SiNx는 변동되는 값이며, 저굴절 하부층(20)의 SiNx을 제외한 저굴절 하부층(20)의 SiOx와 저굴절 상부층(40)의 SiNx와 SiOx의 두께는 지정된 값을 가진다. 도 5(b)는 저굴절 하부층(20)의 SiOx의 두께가 각 0.06㎛, 0.08㎛ 및 0.2㎛인 경우 저굴절 하부층(20)의 SiNx의 두께에 따른 투과율 변화를 나타내는 3개의 그래프(G1, G2, G3)를 도시한다. 이 때, 저굴절 상부층(40)의 SiNx와 SiOx의 두께는 각 0㎛으로 파장 변환 하부층(70)이 저굴절 상부층(40)을 포함하지 않는 경우를 나타낸다. 2 and 5 (b), the wavelength conversion
G1은 저굴절 하부층(20)의 SiOx의 두께가 0.06㎛일 때의 투과율의 변화를 나타내는 그래프이다. G2는 저굴절 하부층(20)의 SiOx의 두께가 0.08㎛일 때의 투과율의 변화를 나타내는 그래프이다. G3은 저굴절 하부층(20)의 SiOx의 두께가 0.2㎛일 때의 투과율의 변화를 나타내는 그래프이다. G1은 저굴절 하부층(20)의 SiNx의 두께가 약 0.1㎛일 때 최대 투과율을 가진다. G2는 저굴절 하부층(20)의 SiNx의 두께가 약 0.02㎛ 또는 약 0.14㎛일 때 최대 투과율을 가진다. G3는 저굴절 하부층(20)의 SiNx의 두께가 약 0.1㎛일 때 최대 투과율을 가진다. 즉, 적층 순서 및 적층 두께와 같은 적층 구조가 변하면 투과율도 같이 변화한다. 이를 통해 각 적층 조건에서의 최대 투과율을 확인할 수 있으며, 그에 따라, 최대 투과율을 갖는 각 적층 조건을 결정할 수 있다. G1 is a graph showing the change in transmittance when the thickness of SiOx of the low refractive index
도 6은 파장 변환 하부층의 적층 Case 별 최대 청색 광 투과율 확보를 위한 적층 구조 및 두께를 나타내는 표이다. 도 6은 각 적층 Case 별 투과율이 높은 3개의 결과값을 나타낸다. 1.5T의 Glass는 1.5mm 두께의 도광판을 의미한다. 저굴절층은 1㎛이고, 파장 변환층은 10㎛인 경우에 대한 시뮬레이션 결과값이다. 도 6에서 SiOx는 저굴절 물질의 일 예이며, SiNx는 고굴절 물질의 일 예이다.FIG. 6 is a table illustrating a lamination structure and a thickness for securing a maximum blue light transmittance for each lamination case of a wavelength conversion lower layer. 6 shows three result values with high transmittance for each laminated case. 1.5T Glass means 1.5mm thick LGP. The low refractive index layer is 1 µm and the wavelength conversion layer is a simulation result for the case of 10 µm. In FIG. 6, SiOx is an example of a low refractive material, and SiNx is an example of a high refractive material.
도 2 및 도 6을 참조하면, Case 1의 result 3은 도 5(b)에서 설명하였던 G1에 따른 결과값이다. Case 1의 result 3는 SiNx 0.1㎛, SiOx 0.06㎛가 도광판 상에 차례로 적층되는 저굴절 하부층(20)을 포함하고, 저굴절 상부층(40)의 SiNx와 SiOx가 0㎛, 즉 파장 변환 하부층(70)이 저굴절 상부층(40)을 포함하지 않는 파장 변환 하부층(70)의 투과율을 나타낸다. result 3의 파장 변환 하부층(70)은 81.3%의 청색 광 투과율을 가진다. 이와 같이 각 Case 별 최대 청색 광 투과율을 구하면 4개의 Case 모두 약 81.4%의 최대 투과율을 가질 수 있다. 다양한 실시예에 따른 파장 변환 하부층의 적층 구조는 이하 도 7 내지 도 14에서 상세히 설명한다. Referring to FIGS. 2 and 6,
도 7 내지 도 14는 다양한 실시예에 따른 파장 변환 하부층의 단면도들이다. 도 7 내지 도 14의 실시예들은 파장 변환 하부층(71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78)의 각 구성들이 다양하게 배치될 수 있음을 예시한다. 파장 변환 하부층(71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78)은 저굴절층(30)을 포함하되, 저굴절 하부층(도 2의 '20') 또는 저굴절 상부층(도 2의 '40')을 더 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서 파장 변환 하부층은 저굴절 하부층 또는 저굴절 상부층을 포함하지 않는다. 다만, 파장 변환 하부층(71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78)은 효과적으로 전반사를 유도하고 광 투과율을 향상하기 위해 저굴절 하부층(도 2의 '20') 및 저굴절 상부층(도 2의 '40') 중 적어도 하나의 층을 포함할 수 있다. 저굴절 하부층(도 2의 '20') 및 저굴절 상부층(도 2의 '40')은 단층 구조일 수 있으며, 고굴절 물질과 저굴절 물질이 교대로 적층된 다층 구조일 수 있다. 이하 고굴절 물질의 예시로 SiNx를 들고 저굴절 물질의 예시로 SiOx를 들어 설명한다. 다만 고굴절 물질 및 저굴절 물질은 이에 한정되지 아니한다.7-14 are cross-sectional views of a wavelength converting underlayer in accordance with various embodiments. 7 to 14 illustrate that each of the components of the
도 7은 파장 변환 하부층(71)의 저굴절 하부층(21) 및 저굴절 상부층(41)이 단층 구조인 것을 예시한다. 도 7의 파장 변환 하부층(71)은 도 6의 Case 2의 result 2에 대응하는 구조이다. 즉, 도 7의 파장 변환 하부층(71)에서 저굴절 하부층(21)은 고굴절 물질로 이루어진 단층이고, 저굴절 상부층(41)은 저굴절 물질로 이루어진 단층이다. 일 실시예로 저굴절 하부층(21)은 SiNx로 이루어지고 두께는 0.06㎛이다, 저굴절 상부층(41)은 SiOx로 이루어지고 두께는 0.1㎛이다. 일 실시예에 따른 파장 변환 하부층(71)의 청색 광 투과율은 81.3%이다.7 illustrates that the low refractive index
도 8은 파장 변환 하부층(72)의 저굴절 하부층(22a, 22b)이 서로 다른 굴절률을 가진 물질이 교대로 적층 되고 저굴절 상부층(42)이 단층 구조인 것을 예시한다. 도 8의 파장 변환 하부층(72)은 도 6의 Case 1의 result 1 및 result 2에 대응하는 구조이다. 즉, 도 8의 파장 변환 하부층(72)에서 저굴절 하부층(22a, 22b)은 굴절률이 서로 다른 제1 저굴절 하부층(22a) 및 제2 저굴절 하부층(22b)을 포함하는 다층으로 이루어질 수 있으며, 저굴절 상부층(42)은 저굴절 물질의 단층으로 이루어질 수 있다. 제1 저굴절 하부층(22a)의 굴절률은 제2 저굴절 하부층(22b)의 굴절률보다 클 수 있다. 제2 저굴절 하부층(22b)은 저굴절 상부층(42)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 일 실시예로 제1 저굴절 하부층(22a)은 SiNx로 이루어지고 두께는 0.02㎛이다. 제2 저굴절 하부층(22b)은 SiOx로 이루어지고 두께는 0.06㎛이다. 저굴절 상부층(42)은 저굴절 물질인 SiOx로 이루어지고 두께는 0.04㎛이다. 이에 따른 파장 변환 하부층(72)의 청색 광 투과율은 81.4%이다. 다른 실시예에 따른 파장 변환 하부층(72)은 일 실시예의 파장 변환 하부층(72)과 동일한 물질로 적층 되며 각 층의 두께를 달리한다. 제1 저굴절 하부층(22a)의 두께는 0.02㎛이다. 제2 저굴절 하부층(22b)의 두께는 0.08㎛이다. 저굴절 상부층(42)의 두께는 0.14㎛이다. 이에 따른 파장 변환 하부층(72)의 청색 광 투과율은 81.4%이다.FIG. 8 illustrates that the low refractive index
도 9는 파장 변환 하부층(73)의 저굴절 하부층(23a, 23b)이 서로 다른 굴절률을 가진 물질이 교대로 적층 되고 저굴절 상부층(43)이 단층 구조인 것을 예시한다. 도 9의 파장 변환 하부층(73)은 도 6의 Case 2의 result 1 및 result 3에 대응하는 구조이다. 즉, 도 9의 파장 변환 하부층(73)에서 저굴절 하부층(23a, 23b)은 굴절률이 서로 다른 제1 저굴절 하부층(23a) 및 제2 저굴절 하부층(23b)을 포함하는 다층으로 이루어질 수 있으며, 저굴절 상부층(43)은 저굴절 물질의 단층으로 이루어질 수 있다. 도 9의 실시예는 도 8과 동일한 층 수를 포함하지만, 도 9의 실시예에 있어서 제1 저굴절 하부층(23a)의 굴절률은 제2 저굴절 하부층(23b)의 굴절률보다 작을 수 있다. 또한, 제1 저굴절 하부층(23a)은 저굴절 상부층(43)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 일 실시예로 제1 저굴절 하부층(23a)은 SiOx로 이루어지고 두께는 0.06㎛이다. 제2 저굴절 하부층(23b)은 SiNx로 이루어지고 두께는 0.08㎛이다. 저굴절 상부층(43)은 SiOx로 이루어지고 두께는 0.02㎛이다. 이에 따른 파장 변환 하부층(73)의 청색 광 투과율은 81.4%이다. 다른 실시예에 따른 파장 변환 하부층(73)은 일 실시예의 파장 변환 하부층(73)과 동일한 물질로 적층 되며 각 층의 두께를 달리한다. 제1 저굴절 하부층(23a)의 두께는 0.04㎛이다. 제2 저굴절 하부층(23b)의 두께는 0.08㎛이다. 저굴절 상부층(43)의 두께는 0.02㎛이다. 이에 따른 파장 변환 하부층(73)의 청색 광 투과율은 81.3%이다.9 illustrates that the low refractive index
도 10은 저굴절 하부층을 포함하지 않고, 저굴절 상부층(44a, 44b)이 다층 구조인 파장 변환 하부층(74)을 예시한다. 도 10의 파장 변환 하부층(74)은 도 6의 Case 4의 result 3에 대응하는 구조이다. 즉, 도 10의 파장 변환 하부층(74)에서 저굴절 하부층은 두께가 0㎛으로 배치되지 않으며, 저굴절 상부층(44a, 44b)은 굴절률이 서로 다른 제1 저굴절 상부층(44a) 및 제2 저굴절 상부층(44b)을 포함하는 다층으로 이루어질 수 있다. 제1 저굴절 상부층(44a)의 굴절률은 제2 저굴절 상부층(44b)의 굴절률보다 작을 수 있다. 일 실시예로 제1 저굴절 상부층(44a)은 SiOx로 이루어지고 두께는 0.06㎛이다. 제2 저굴절 상부층(44b)은 SiNx로 이루어지고 두께는 0.1㎛이다. 이에 따른 파장 변환 하부층(74)의 청색 광 투과율은 81.3%이다. FIG. 10 illustrates a
도 11은 파장 변환 하부층(75)의 저굴절 하부층(25)이 단층 구조이고, 저굴절 상부층(45a, 45b)이 서로 다른 굴절률을 가진 물질이 교대로 적층 된 다층 구조인 것을 예시한다. 도 11의 파장 변환 하부층(75)은 도 6의 Case 3의 result 1에 대응하는 구조이다. 즉, 도 11의 파장 변환 하부층(75)에서 저굴절 하부층(25)은 고굴절 물질을 포함하는 단층 구조이고, 저굴절 상부층(45a, 45b)은 굴절률이 서로 다른 제1 저굴절 상부층(45a) 및 제2 저굴절 상부층(45b)을 포함하는 다층으로 이루어질 수 있다. 제1 저굴절 상부층(45a)의 굴절률은 제2 저굴절 상부층(45b)의 굴절률보다 작을 수 있다. 저굴절 하부층(25)은 제2 저굴절 상부층(45b)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 일 실시예로 저굴절 하부층(25)은 SiNx로 이루어지고 두께는 0.02㎛이다. 제1 저굴절 상부층(45a)은 SiOx로 이루어지고 두께는 0.06㎛이다. 제2 저굴절 상부층(45b)은 SiNx로 이루어지고 두께는 0.04㎛이다. 이에 따른 파장 변환 하부층(75)의 청색 광 투과율은 81.4%이다. FIG. 11 illustrates that the low refractive index
도 12는 파장 변환 하부층(76)의 저굴절 하부층(26)이 단층 구조이고, 저굴절 상부층(46a, 46b)이 서로 다른 굴절률을 가진 물질이 교대로 적층 된 다층 구조인 것을 예시한다. 도 12의 파장 변환 하부층(76)은 도 6의 Case 4의 result 1 및 result 2에 대응하는 구조이다. 즉, 도 12의 파장 변환 하부층(76)에서 저굴절 하부층(26)은 고굴절 물질을 포함하는 단층 구조이고, 저굴절 상부층(46a, 46b)은 굴절률이 서로 다른 제1 저굴절 상부층(46a) 및 제2 저굴절 상부층(46b)을 포함하는 다층으로 이루어질 수 있다. 제1 저굴절 상부층(46a)의 굴절률은 제2 저굴절 상부층(46b)의 굴절률보다 작을 수 있다. 도 12의 실시예는 도 11과 동일한 층 수를 포함하지만, 도 11의 실시예에 있어서 저굴절 하부층(26)이 저굴절 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 저굴절 하부층(26)은 제1 저굴절 상부층(46a)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 일 실시예로 저굴절 하부층(26)은 SiOx로 이루어지고 두께는 0.06㎛이다. 제1 저굴절 상부층(46a)은 SiOx로 이루어지고 두께는 0.08㎛이다. 제2 저굴절 상부층(46b)은 SiNx로 이루어지고 두께는 0.02㎛이다. 이에 따른 파장 변환 하부층(76)의 청색 광 투과율은 81.4%이다. 다른 실시예에 따른 파장 변환 하부층(76)은 일 실시예의 파장 변환 하부층(76)과 동일한 물질로 적층 되며 각 층의 두께를 달리한다. 저굴절 하부층(26)의 두께는 0.04㎛이다. 제1 저굴절 상부층(46a)의 두께는 0.08㎛이다. 제2 저굴절 상부층(46b)의 두께는 0.02㎛이다. 이에 따른 파장 변환 하부층(76)의 청색 광 투과율은 81.3%이다.12 illustrates that the low refractive index
도 13은 파장 변환 하부층(77)의 저굴절 하부층(27a, 27b) 및 저굴절 상부층(47a, 47b)이 서로 다른 굴절률을 가진 물질이 교대로 적층 된 다층 구조인 것을 예시한다. 도 13의 파장 변환 하부층(77)은 도 6의 Case 3의 result 2 및 result 3에 대응하는 구조이다. 즉, 도 13의 파장 변환 하부층(77)에서 저굴절 하부층(27a, 27b)은 굴절률이 서로 다른 제1 저굴절 하부층(27a) 및 제2 저굴절 하부층(27b)을 포함하는 다층으로 이루어지고, 저굴절 상부층(47a, 47b)은 굴절률이 서로 다른 제1 저굴절 상부층(47a) 및 제2 저굴절 상부층(47b)을 포함하는 다층으로 이루어질 수 있다. 제1 저굴절 하부층(27a)의 굴절률은 제2 저굴절 하부층(27b)의 굴절률보다 클 수 있다. 제1 저굴절 상부층(47a)의 굴절률은 제2 저굴절 상부층(47b)의 굴절률보다 작을 수 있다. 또한, 제1 저굴절 하부층(27a)은 제2 저굴절 상부층(47b)과 동일한 물질로 이루어질 수 있으며, 제2 저굴절 하부층(27b)은 제1 저굴절 상부층(47a)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 일 실시예로 제1 저굴절 하부층(27a)은 SiNx로 이루어지고 두께는 0.02㎛이다. 제2 저굴절 하부층(27b)은 SiOx로 이루어지고 두께는 0.02㎛이다. 제1 저굴절 상부층(47a)은 SiOx로 이루어지고 두께는 0.04㎛이다. 제2 저굴절 상부층(47b)은 SiNx로 이루어지고 두께는 0.06㎛이다. 이에 따른 파장 변환 하부층(77)의 청색 광 투과율은 81.4%이다. 다른 실시예에 따른 파장 변환 하부층(77)은 일 실시예의 파장 변환 하부층(77)과 동일한 물질로 적층 되며 각 층의 두께를 달리한다. 제1 저굴절 하부층(27a)의 두께는 0.02㎛이다. 제2 저굴절 상부층(47b)의 두께는 0.04㎛이다. 제1 저굴절 상부층(47a)의 두께는 0.02㎛이다. 제2 저굴절 상부층(47b)의 두께는 0.08㎛이다. 이에 따른 파장 변환 하부층(77)의 청색 광 투과율은 81.4%이다.FIG. 13 illustrates that the low refractive index
도 14는 도 10과 반대로 저굴절 상부층을 포함하지 않고, 저굴절 하부층(28a, 28b)이 다층 구조인 파장 변환 하부층(78)을 예시한다. 도 14의 파장 변환 하부층(78)은 도 6의 Case 1의 result 3에 대응하는 구조이다. 즉, 도 14의 파장 변환 하부층(78)에서 저굴절 상부층은 두께가 0㎛으로 배치되지 않으며, 저굴절 하부층(28a, 28b)은 굴절률이 서로 다른 제1 저굴절 하부층(28a) 및 제2 저굴절 하부층(28b)을 포함하는 다층으로 이루어질 수 있다. 제1 저굴절 하부층(28a)의 굴절률은 제2 저굴절 하부층(28b)의 굴절률보다 클 수 있다. 일 실시예로 제1 저굴절 하부층(28a)은 SiNx로 이루어지고 두께는 0.1㎛이다. 제2 저굴절 하부층(28b)은 SiOx로 이루어지고 두께는 0.06㎛이다. 이에 따른 파장 변환 하부층(78)의 청색 광 투과율은 81.3%이다. FIG. 14 illustrates a
도 15는 파장 변환 상부층의 적층 Case 및 파장 변환층 상부 SiNx 두께에 따른 투과율 변화 그래프이다. 도 16은 파장 변환 상부층의 적층 Case 별 최대 투과율 확보를 위한 적층 구조 및 두께를 나타내는 표이다.FIG. 15 is a graph illustrating transmittance change according to the thickness of the stacked case of the wavelength conversion top layer and the SiNx thickness on the top of the wavelength conversion layer. FIG. 16 is a table illustrating a lamination structure and a thickness for securing a maximum transmittance for each lamination case of a wavelength conversion upper layer.
도 2 및 도 15를 참조하면, 도 15(a)는 시뮬레이션을 수행하기 위한 조건을 설명한다. 파장 변환 상부층(60)은 파장 변환층(50) 상에 배치될 수 있다. 파장 변환 상부층(60)은 고굴절 물질, 저굴절 물질 및 투명 유기 물질을 포함할 수 있다. 일 실시예로 고굴절 물질은 SiNx(실리콘 나이트라이드)이며, 저굴절 물질은 SiOx(실리콘 옥사이드)일 수 있다. 이하, 고굴절 물질은 SiNx이고 저굴절 물질은 SiOx인 것으로 설명한다. 투명 유기 물질은 실리콘계 수지, 아크릴계 수지, 에폭시계 수지 등 일 수 있다. 고굴절 물질 및 저굴절 물질을 포함하는 각 층은 두께가 0㎛ 내지 0.2㎛일 수 있다. 투명 유기 물질을 포함하는 층은 두께가 0㎛ 내지 5㎛일 수 있다. 두께가 0㎛라는 것은 해당 층을 포함하지 않는 것을 의미한다. 고굴절 물질, 저굴절 물질 및 투명 유기 물질을 포함하는 층의 적층 구조에 따라 총 6개의 조건으로 구분할 수 있으나, 실질적으로 높은 광 투과율을 나타내는 3개의 조건에 대해 설명한다. 2 and 15, FIG. 15A illustrates a condition for performing a simulation. The wavelength conversion
파장 변환 상부층(60)의 Case 1은 파장 변환층(50) 상에 고굴절 물질, 저굴절 물질, 투명 유기 물질을 포함하는 층 순으로 적층 된 구조를 포함할 수 있다.
파장 변환 상부층(60)의 Case 2은 파장 변환층(50) 상에 고굴절 물질, 투명 유기 물질을, 저굴절 물질을 포함하는 층 순으로 적층 된 구조를 포함할 수 있다.
파장 변환 상부층(60)의 Case 3은 파장 변환층(50) 상에 투명 유기 물질, 고굴절 물질, 저굴절 물질을 포함하는 층 순으로 적층 된 구조를 포함할 수 있다.
도 15(b)는 Case 2에 있어서, 파장 변환층(50) 상에 배치된 SiNx의 두께에 따른 투과율 변화를 나타내는 그래프이다. 도 15(b)는 시뮬레이션 결과에 대한 일 예이며, 도 15(b)와 같은 방식으로 다른 Case의 적층 구조를 가진 파장 변환 상부층(60)의 투과율을 구할 수 있다. 여기서 투과율이란 파장 변환층(50)을 통해 입사된 백색 광 대비 파장 변환 상부층(60)을 투과하여 외부로 방출된 백색 광의 비율을 의미한다. 도 15(b)의 그래프 상 SiNx는 고굴절 물질을 지칭하며, SiOx는 저굴절 물질을 지칭한다.FIG. 15B is a graph showing a change in transmittance according to the thickness of SiNx disposed on the
도 15(b)를 참조하면, 파장 변환 상부층(60)의 SiNx의 두께가 변화함에 따라 투과율도 변화하는 것을 알 수 있다. SiNx의 두께가 변하는 경우 광의 보강 간섭 또는 상쇄 간섭에 의한 영향이 변화하므로 광 투과율이 변하게 된다. 재료에 의한 광 흡수로 인해 SiNx의 두께가 두꺼워질수록 최대 광 투과율 값이 낮아지는 경향을 보인다. Case 2에 따른 파장 변환 상부층(60)은 SiNx의 두께가 약 0.1㎛일 때 최대 투과율을 가진다. 이처럼 Case 1 내지 Case 3에 따른 파장 변환 상부층(60)의 적층 순서 및 적층 두께와 같은 적층 구조를 변화하여 각 적층 조건에서의 최대 투과율을 구할 수 있다.Referring to FIG. 15B, it can be seen that the transmittance also changes as the thickness of SiNx of the wavelength conversion
도 16은 파장 변환 상부층의 적층 Case 별 최대 투과율 확보를 위한 적층 구조 및 두께를 나타내는 표이다. 도 16은 각 적층 Case 별 투과율이 높은 3개의 결과값을 나타낸다. 도 16에서 SiNx는 고굴절 물질의 일 예이고, SiOx는 저굴절 물질의 일 예이다. OC는 투명 유기 물질을 지칭한다. 각 Case 별 최대 광 투과율을 구하면 파장 변환 상부층(60)은 87.5% 내지 88.2%의 최대 광 투과율을 가질 수 있다. 다양한 실시예에 따른 파장 변환 상부층(60)의 적층 구조는 이하 도 17 내지 도 20에서 상세히 설명한다.FIG. 16 is a table illustrating a lamination structure and a thickness for securing a maximum transmittance for each lamination case of a wavelength conversion upper layer. FIG. 16 shows three result values with high transmittance for each laminated case. In FIG. 16, SiNx is an example of a high refractive material and SiOx is an example of a low refractive material. OC refers to a transparent organic material. When the maximum light transmittance for each case is obtained, the wavelength conversion
도 17 내지 도 20은 다양한 실시예에 따른 파장 변환 상부층(61, 62, 63, 64)의 단면도들이다. 도 17 내지 도 20의 실시예들은 파장 변환 상부층(61, 62, 63, 64)의 각 구성들이 다양하게 배치될 수 있음을 예시한다. 파장 변환 상부층(61, 62, 63, 64)은 효과적으로 광을 투과하고 파장 변환층으로 수분/산소가 침투하는 것을 방지하기 위해 고굴절 물질, 저굴절 물질 및 투명 유기 물질 중 적어도 두개 이상의 물질을 포함하는 층이 적층된 다층 구조일 수 있다.17 through 20 are cross-sectional views of wavelength converting
도 17은 파장 변환층(50) 상에 파장 변환 상부층이 배치되고, 파장 변환 상부층(61a, 61b)은 제1 파장 변환 상부층(61a)과 제2 파장 변환 상부층(61b)을 포함하는 다층 구조인 것을 예시한다. 도 17의 파장 변환 상부층(61a, 61b)은 도 16의 Case 1의 result 1 내지 result 3에 대응하는 구조이다. 즉, 도 17의 파장 변환 상부층(61a, 61b)은 고굴절 물질을 포함하지 않으며, 굴절률이 서로 다른 제1 파장 변환 상부층(61a) 및 제2 파장 변환 상부층(61b)을 포함하는 다층으로 이루어질 수 있다. 제1 파장 변환 상부층(61a)의 굴절률은 제2 파장 변환 상부층(61b)의 굴절률보다 클 수 있다. 일 실시예로 제1 파장 변환 상부층(61a)은 SiOx로 이루어지고 두께는 0.1㎛이다. 제2 파장 변환 상부층(61b)은 투명 유기 물질로 이루어지고 두께는 2㎛이다. 이에 따른 파장 변환 상부층(61a, 61b)의 백색 광 투과율은 87.9%이다. 다른 실시예에 따른 파장 변환 상부층(61a, 61b)은 일 실시예의 파장 변환 상부층과 동일한 물질로 적층 되며 각 층의 두께를 달리한다. 제1 파장 변환 상부층(61a)의 두께는 0.1㎛이다. 제2 파장 변환 상부층(61b)의 두께는 3.5㎛이다. 이에 따른 파장 변환 상부층(61a, 61b)의 백색 광 투과율은 87.7%이다. 또 다른 실시예에 따른 파장 변환 상부층(61a, 61b)은 일 실시예의 파장 변환 상부층과 동일한 물질로 적층 되며 각 층의 두께를 달리한다. 제1 파장 변환 상부층(61a)의 두께는 0.1㎛이다. 제2 파장 변환 상부층(61b)의 두께는 4.5㎛이다. 이에 따른 파장 변환 상부층(61a, 61b)의 백색 광 투과율은 87.5%이다.FIG. 17 shows a wavelength converting upper layer disposed on the
도 18은 파장 변환층(50) 상에 파장 변환 상부층(62a, 62b)이 배치되고, 파장 변환 상부층은 제1 파장 변환 상부층(62a)과 제2 파장 변환 상부층(62b)을 포함하는 다층 구조인 것을 예시한다. 도 18의 파장 변환 상부층(62a, 62b)은 도 16의 Case 2의 result 1 내지 result 3에 대응하는 구조이다. 즉, 도 18의 파장 변환 상부층(62a, 62b)은 투명 유기 물질을 포함하지 않으며, 굴절률이 서로 다른 제1 파장 변환 상부층(62a) 및 제2 파장 변환 상부층(62b)을 포함하는 다층으로 이루어질 수 있다. 제1 파장 변환 상부층(62a)의 굴절률은 제2 파장 변환 상부층(62b)의 굴절률보다 클 수 있다. 일 실시예로 제1 파장 변환 상부층(62a)은 SiNx로 이루어지고 두께는 0.1㎛이다. 제2 파장 변환 상부층(62b)은 SiOx로 이루어지고 두께는 0.05㎛이다. 이에 따른 파장 변환 상부층(62a, 62b)의 백색 광 투과율은 88.2%이다. 다른 실시예에 따른 파장 변환 상부층(62a, 62b)은 일 실시예의 파장 변환 상부층과 동일한 물질로 적층 되며 각 층의 두께를 달리한다. 제1 파장 변환 상부층(62a)의 두께는 0.1㎛이다. 제2 파장 변환 상부층(62b)의 두께는 0.2㎛이다. 이에 따른 파장 변환 상부층(62a, 62b)의 백색 광 투과율은 87.9%이다. 또 다른 실시예에 따른 파장 변환 상부층(62a, 62b)은 일 실시예의 파장 변환 상부층과 동일한 물질로 적층 되며 각 층의 두께를 달리한다. 제1 파장 변환 상부층(62a)의 두께는 0.1㎛이다. 제2 파장 변환 상부층(62b)의 두께는 0.35㎛이다. 이에 따른 파장 변환 상부층(62a, 62b)의 백색 광 투과율은 87.7%이다.18 shows a wavelength conversion
도 19는 파장 변환층(50) 상에 파장 변환 상부층(63a, 63b)이 배치되고, 파장 변환 상부층(63a, 63b)은 제1 파장 변환 상부층(63a)과 제2 파장 변환 상부층(63b)을 포함하는 다층 구조인 것을 예시한다. 도 19의 파장 변환 상부층(63a, 63b)은 도 16의 Case 3의 result 1에 대응하는 구조이다. 즉, 도 17의 파장 변환 상부층은 저굴절 물질을 포함하지 않으며, 굴절률이 서로 다른 제1 파장 변환 상부층(63a) 및 제2 파장 변환 상부층(63b)을 포함하는 다층으로 이루어질 수 있다. 제1 파장 변환 상부층(63a)의 굴절률은 제2 파장 변환 상부층(63b)의 굴절률보다 작을 수 있다. 일 실시예로 제1 파장 변환 상부층(63a)은 투명 유기 물질로 이루어지고 두께는 1㎛이다. 제2 파장 변환 상부층(63b)은 SiNx로 이루어지고 두께는 0.05㎛이다. 이에 따른 파장 변환 상부층(63a, 63b)의 백색 광 투과율은 88.2%이다. 19 shows the wavelength converting
도 20은 파장 변환층(50) 상에 파장 변환 상부층(64a, 64b, 64c)이 배치되고, 파장 변환 상부층(64a, 64b, 64c)은 제1 파장 변환 상부층(64a), 제2 파장 변환 상부층(64b) 및 제3 파장 변환 상부층(64c)을 포함하는 다층 구조인 것을 예시한다. 도 20의 파장 변환 상부층(64a, 64b, 64c)은 도 16의 Case 3의 result 2 내지 result 3에 대응하는 구조이다. 즉, 도 20의 파장 변환 상부층(64a, 64b, 64c)은 굴절률이 서로 다른 제1 파장 변환 상부층(64a), 제2 파장 변환 상부층(64b) 및 제3 파장 변환 상부층(64c)을 포함하는 다층으로 이루어질 수 있다. 제1 파장 변환 상부층(64a)의 굴절률이 가장 작을 수 있으며, 제2 파장 변환 상부층(64b)의 굴절률이 가장 클 수 있다. 제3 파장 변환 상부층(64c)의 굴절률은 제1 파장 변환 상부층(64a)의 굴절률보다 크고 제2 파장 변환 상부층(64b)의 굴절률보다 작을 수 있다. 일 실시예로 제1 파장 변환 상부층(64a)은 투명 유기 물질로 이루어지고 두께는 1㎛이다. 제2 파장 변환 상부층(64b)은 SiNx로 이루어지고 두께는 0.05㎛이다. 제3 파장 변환 상부층(64c)은 SiOx로 이루어지고 두께는 0.05㎛이다. 이에 따른 파장 변환 상부층(64a, 64b, 64c)의 백색 광 투과율은 88.2%이다. 다른 실시예에 따른 파장 변환 상부층(64a, 64b, 64c)은 일 실시예의 파장 변환 상부층과 동일한 물질로 적층 되며 각 층의 두께를 달리한다. 제1 파장 변환 상부층(64a)의 두께는 1㎛이다. 제2 파장 변환 상부층(64b)의 두께는 0.05㎛이다. 제3 파장 변환 상부층(64c)의 두께는 0.3㎛이다. 이에 따른 파장 변환 상부층(64a, 64b, 64c)의 백색 광 투과율은 88.2%이다.20 shows wavelength converting
도 21 내지 도 23은 다양한 실시예에 따른 광학 부재의 단면도들이다. 도 21 내지 도 23의 실시예들은 상술하였던 파장 변환 하부층(70)과 파장 변환 상부층(60)이 다양하게 조합될 수 있음을 예시한다. 도 7 내지 도 14에서 설명하였던 8개의 파장 변환 하부층(71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78) 구조와 도 17 내지 도 20에서 설명하였던 4개의 파장 변환 상부층(61, 62, 63, 64) 구조를 조합하는 경우 32개의 다양한 실시예에 따른 광학 부재(101, 102, 103)를 얻을 수 있다. 다만, 광학 부재의 적층 구조는 이에 한정되지 않으며, 더 다양한 적층 구조를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 따른 광학 부재에 있어서 도 7 내지 도 14에서 설명한 파장 변환 하부층(71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78)은 저굴절 하부층(20)을 포함하지 않는 파장 변환 하부층(74), 저굴절 상부층(40)을 포함하지 않는 파장 변환 하부층(78) 및 저굴절 하부층과 저굴절 상부층을 모두 포함하는 파장 변환 하부층(71, 72, 73, 75, 76, 77)으로 구분될 수 있다. 파장 변환 상부층(60)은 도 17 내지 도 20에서 설명하였던 4개의 파장 변환 상부층(61, 62, 63, 64) 일 수 있다. 21 to 23 are cross-sectional views of optical members according to various embodiments. 21 to 23 illustrate that the above-described wavelength converting
광학 부재(100)의 최종 광 투과율은 파장 변환 하부층(70)의 청색 광 투과율과 파장 변환 상부층(60)의 백색 광 투과율을 곱하여 얻을 수 있다. The final light transmittance of the
도 21을 참조하면, 일 실시예에 따른 광학 부재(101)는 파장 변환 하부층(70) 및 파장 변환 상부층(60a)을 포함할 수 있다. 파장 변환 하부층(70)은 저굴절층(30) 및 저굴절 상부층(40a)을 포함하며, 저굴절 하부층은 포함하지 않을 수 있다. 파장 변환 하부층(70)은 도 10에서 설명한 파장 변환 하부층(74)일 수 있다. 즉, 저굴절 하부층을 포함하지 않고, 저굴절 상부층(40a)이 다층 구조인 파장 변환 하부층(70) 일 수 있다. 파장 변환 상부층(60a)은 무기물 또는 유기물을 포함하는 층이 적층 된 다층 구조일 수 있다.Referring to FIG. 21, an
도 22를 참조하면, 다른 실시예에 따른 광학 부재(102)는 파장 변환 하부층(70) 및 파장 변환 상부층(60b)을 포함할 수 있다. 파장 변환 하부층(70)은 저굴절 하부층(20b) 및 저굴절층(30)을 포함하며, 저굴절 상부층은 포함하지 않을 수 있다. 파장 변환 하부층(70)은 도 14에서 설명한 파장 변환 하부층(78)일 수 있다. 즉, 저굴절 상부층을 포함하지 않고, 저굴절 하부층(20b)이 다층 구조인 파장 변환 하부층(70) 일 수 있다. 파장 변환 상부층(60b)은 무기물 또는 유기물을 포함하는 층이 적층 된 다층 구조일 수 있다. Referring to FIG. 22, an
도 23을 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 광학 부재(103)는 파장 변환 하부층(70) 및 파장 변환 상부층(60c)을 포함할 수 있다. 파장 변환 하부층(70)은 저굴절 하부층(20c), 저굴절층(30) 및 저굴절 상부층(40c)을 포함할 수 있다. 파장 변환 하부층(70)은 도 7 내지 도 14에서 설명한 파장 변환 하부층(70) 중 도 10 및 도 14의 파장 변환 하부층(74, 78)을 제외한 나머지 실시예에 따른 파장 변환 하부층(71, 72, 73, 75, 76, 77)일 수 있다. 즉, 파장 변환 하부층(70)은 단층 구조 또는 다층 구조의 저굴절 하부층(20c)과 단층 구조 또는 다층 구조의 저굴절 상부층(40c)을 포함할 수 있다. 파장 변환 상부층(60c)은 무기물 또는 유기물을 포함하는 층이 적층 된 다층 구조일 수 있다.Referring to FIG. 23, an
도 24는 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.24 is a cross-sectional view of a display device according to an exemplary embodiment.
도 24를 참조하면, 표시 장치(1000)는 광원(400), 광원의 출사 경로 상에 배치된 광학 부재(100), 광학 부재의 상부에 배치된 표시 패널(300)을 포함한다.Referring to FIG. 24, the
광학 부재는 상술한 실시예들에 따른 광학 부재들이 모두 적용될 수 있다. 도 24에서는 도 2의 광학 부재(100)가 적용된 경우를 예시한다.The optical member may be applied to all of the optical members according to the above-described embodiments. 24 illustrates a case where the
광원(400)은 광학 부재(100)의 일측에 배치된다. 광원(400)은 광학 부재(100)의 도광판(10)의 입광면(10s1)에 인접 배치될 수 있다. 광원(400)은 복수의 점광원 또는 선광원을 포함할 수 있다. 상기 점광원은 LED(light emitting diode) 광원(410)일 수 있다. 복수의 LED 광원(410)은 인쇄회로기판(420)에 실장될 수 있다. LED 광원(410)은 블루 파장의 빛을 발광할 수 있다. The
LED 광원(410)은 도 24에 도시된 바와 같이, 상면으로 빛을 방출하는 상면 발광 LED일 수 있다. 이 경우, 인쇄회로기판(420)은 하우징(500)의 측벽(520) 상에 배치될 수 있다.As illustrated in FIG. 24, the LED
LED 광원(410)으로부터 방출된 블루 파장의 빛은 광학 부재(100)의 도광판(10)으로 입사된다. 광학 부재(100)의 도광판(10)은 빛을 인도하고, 도광판(10)의 상면(10a)이나 하면(10b)을 통해 출사시킨다. 광학 부재(100)의 파장 변환층(50)은 도광판(10)으로부터 입사된 블루 파장의 빛의 일부를 다른 파장 예컨대 그린 파장과 레드 파장으로 변환한다. 변환된 그린 파장과 레드 파장의 빛은 변환되지 않은 블루 파장과 함께 상부로 방출되어 표시 패널(300) 측으로 제공된다. Blue wavelength light emitted from the LED
도광판(10)의 하면(10b)에는 산란 패턴(80)이 배치될 수 있다. 산란 패턴(80)은 도광판(10) 내부에서 전반사로 진행하는 빛의 진행 각도를 바꿔 도광판(10) 외부로 출사 시키는 역할을 한다. The
일 실시예에서, 산란 패턴(80)은 별도의 층이나 패턴으로 제공될 수 있다. 예를 들어, 도광판(10)의 하면(10b) 상에 돌출 패턴 및/또는 오목 홈 패턴을 포함하는 패턴층을 형성하거나, 인쇄 패턴을 형성하여 산란 패턴(80)으로 기능하도록 할 수 있다.In one embodiment, the
다른 실시예에서, 산란 패턴(80)은 도광판(10) 자체의 표면 형상으로 이루어질 수도 있다. 예를 들어, 도광판(10)의 하면(10b)에 오목 홈을 형성하여 산란 패턴(80)으로서 기능하도록 할 수 있다. In another embodiment, the
산란 패턴(80)의 배치 밀도는 영역에 따라 상이할 수 있다. 예를 들어, 상대적으로 진행하는 광량이 풍부한 입광면(10s1)에 인접한 영역은 배치 밀도를 작게 하고, 상대적으로 진행하는 광량이 작은 대광면(10s3)에 인접한 영역은 배치 밀도를 크게 할 수 있다. The batch density of the
표시 장치(1000)는 광학 부재(100)의 하부에 배치된 반사 부재(90)를 더 포함할 수 있다. 반사 부재(90)는 반사 필름이나 반사 코팅층을 포함할 수 있다. 반사 부재(90)는 광학 부재(100)의 도광판(10) 하면(10b)으로 출사된 빛을 반사하여 다시 도광판(10) 내부로 진입시킨다. The
표시 패널(300)은 광학 부재(100)의 상부에 배치된다. 표시 패널(300)은 광학 부재(100)로부터 빛을 제공받아 화면을 표시한다. 이와 같이 빛을 받아 화면을 표시하는 수광성 표시 패널의 예로는 액정 표시 패널, 전기 영동 패널 등을 들 수 있다. 이하에서는 표시 패널로서 액정 표시 패널의 예를 들지만, 이에 제한되지 않고 다른 다양한 수광성 표시 패널이 적용될 수 있다. The
표시 패널(300)은 제1 기판(310), 제1 기판(310)에 대향하는 제2 기판(320) 및 제1 기판(310)과 제2 기판(320) 사이에 배치된 액정층(미도시)을 포함할 수 있다. 제1 기판(310)과 제2 기판(320)은 상호 중첩한다. 일 실시예에서, 어느 하나의 기판이 다른 하나의 기판보다 커서 외측으로 더 돌출될 수 있다. 도면에서는 상부에 위치하는 제2 기판(320)이 더 크고, 광원(400)이 배치된 측면에서 돌출된 경우가 예시되어 있다. 제2 기판(320)의 돌출 영역은 구동칩이나 외부 회로 기판이 실장되는 공간을 제공할 수 있다. 예시된 예와는 다르게, 아래에 위치하는 제1 기판(310)이 제2 기판(320)보다 커서 외측으로 돌출될 수도 있다. 표시 패널(300)에서 상기 돌출된 영역을 제외한 제1 기판(310)과 제2 기판(320)이 중첩하는 영역은 광학 부재(100)의 도광판(10)의 측면(10s)에 대체로 정렬될 수 있다. The
광학 부재(100)는 모듈간 결합 부재(610)를 통해 표시 패널(300)과 결합할 수 있다. 모듈간 결합 부재(610)는 평면상 사각틀 형상으로 이루어질 수 있다. 모듈간 결합 부재(610)는 표시 패널(300) 및 광학 부재(100)에서 각각 테두리 부위에 위치할 수 있다. The
일 실시예에서, 모듈간 결합 부재(610)의 하면은 광학 부재(100)의 파장 변환 상부층(60) 상면에 배치된다. 모듈간 결합 부재(610)의 하면은 파장 변환 상부층(60) 상에서 파장 변환층(50)의 상면에만 중첩하고 측면에는 중첩하지 않도록 배치될 수 있다. In one embodiment, the bottom surface of the
모듈간 결합 부재(610)는 폴리머 수지나 접착 또는 점착 테이프 등을 포함할 수 있다. The
다른 실시예에서, 모듈간 결합 부재(610)는 광투과 저지 기능을 더 수행할 수 있다. 예를 들어, 모듈간 결합 부재(610)가 블랙 안료나 염료 등과 같은 광 흡수 물질을 포함하거나, 반사 물질을 포함함으로써, 광투과 저지 기능을 수행할 수 있다. In another embodiment, the
표시 장치(1000)는 하우징(500)을 더 포함할 수 있다. 하우징(500)은 일면이 개방되어 있고, 바닥면(510) 및 바닥면(510)과 연결된 측벽(520)을 포함한다. 바닥면(510)과 측벽(520)에 의해 정의된 공간 내에 광원(400), 광학 부재(100)/표시 패널(300) 부착체 및 반사 부재(90)가 수납될 수 있다. 광원(400), 반사 부재(90) 및 광학 부재(100)/표시 패널(300) 부착체는 하우징(500)의 바닥면(510) 상에 배치된다. 하우징(500)의 측벽(520)의 높이는 하우징(500) 내부에 놓인 광학 부재(100)/표시 패널(300) 부착체의 높이와 실질적으로 동일할 수 있다. 표시 패널(300)은 하우징(500)의 측벽 상단과 인접 배치되고, 이들은 하우징 결합 부재(620)에 의해 상호 결합할 수 있다. 하우징 결합 부재(620)는 평면상 사각틀 형상으로 이루어질 수 있다. 하우징 결합 부재(620)는 폴리머 수지나 접착 또는 점착 테이프 등을 포함할 수 있다. The
표시 장치(1000)는 적어도 하나의 광학 필름(200)을 더 포함할 수 있다. 하나 또는 복수의 광학 필름(200)은 광학 부재(100)와 표시 패널(300) 사이에서 모듈간 결합 부재(610)에 의해 둘러싸인 공간에 수납될 수 있다. 하나 또는 복수의 광학 필름(200)의 측면은 모듈간 결합 부재(610)의 내측면에 접하여 그에 부착될 수 있다. 도면에서는 광학 필름(200)과 광학 부재(100) 사이 및 광학 필름(200)과 표시 패널(300) 사이가 각각 이격된 경우를 예시적으로 도시하였지만, 상기 이격 공간이 필수적으로 요구되는 것은 아니다. The
광학 필름(200)은 프리즘 필름, 확산 필름, 마이크로 렌즈 필름, 렌티큘러 필름, 편광 필름, 반사 편광 필름, 위상차 필름 등일 수 있다. 표시 장치(1000)는 동일한 종류 또는 상이한 종류의 복수의 광학 필름(200)을 포함할 수 있다. 복수의 광학 필름(200)이 적용되는 경우, 각 광학 필름(200)은 서로 중첩하도록 배치되고, 각각 측면이 모듈간 결합 부재(610)의 내측면에 접하여 그에 부착될 수 있다. 각 광학 필름(200) 사이는 이격되고, 그 사이에 공기층이 배치될 수 있다. The
도 24의 실시예에 따른 표시 장치(1000)는 모듈간 결합 부재(610)를 통해 광학 부재(100)와 표시 패널(300), 나아가 광학 필름(200)까지 일체화하고, 하우징 결합 부재(620)를 통해 표시 패널(300)과 하우징(500)을 결합한다. 따라서, 몰드 프레임을 생략하더라도 여러 부재들의 안정적인 결합이 가능하므로, 표시 장치(1000)의 경량화를 이룰 수 있다. 또, 도광판(10)과 파장 변환층(50)이 일체화됨으로써, 표시 장치(1000)의 두께를 감소시킬 수 있다. 아울러, 하우징 결합 부재(620)를 통해 표시 패널(300)의 측면과 하우징(500)의 측벽(520)을 결합시킴으로써, 표시 화면 측 베젤 공간을 없애거나 최소화할 수 있다. The
도 25는 다른 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.25 is a cross-sectional view of a display device according to another exemplary embodiment.
도 25를 참조하면, 표시 장치(1000_1)는 광원(400), 광원의 출사 경로 상에 배치된 광학 부재(100_1), 광학 부재의 상부에 배치된 표시 패널(300)을 포함한다. 도 25은 도 24와 달리 파장 변환 상부층(60_1)이 파장 변환층(50_1) 상면과 측면 및 파장 변환 하부층(70_1)의 측면을 덮고 있는 광학 부재(100_1)를 포함하는 표시 장치(1001)를 도시한다. Referring to FIG. 25, the display device 1000_1 includes a
파장 변환층(50_1), 특히 그에 포함된 파장 변환 입자는 수분/산소에 취약하다. 파장 변환 필름의 경우 파장 변환층 상하면에 배리어 필름을 적층하여 파장 변환층으로의 수분/산소 침투를 막지만, 본 실시예의 경우 배리어 필름 없이 파장 변환층(50_1)이 직접 배치되므로 배리어 필름을 대신하여 파장 변환층(50_1)을 보호하는 밀봉 구조가 필요하다. 상기 밀봉 구조는 파장 변환 상부층(60_1)과 도광판(10_1)에 의해 구현될 수 있다. The wavelength conversion layer 50_1, in particular the wavelength conversion particles contained therein, is vulnerable to moisture / oxygen. In the case of the wavelength conversion film, a barrier film is stacked on the upper and lower surfaces of the wavelength conversion layer to prevent moisture / oxygen penetration into the wavelength conversion layer. However, in the present embodiment, the wavelength conversion layer 50_1 is directly disposed without the barrier film. A sealing structure for protecting the wavelength conversion layer 50_1 is required. The sealing structure may be implemented by the wavelength conversion upper layer 60_1 and the light guide plate 10_1.
파장 변환층(50_1)에 수분이 침투할 수 있는 게이트는 파장 변환층(50_1)의 상면, 측면, 및 하면이다. 상술한 것처럼, 파장 변환층(50_1)의 상면과 측면은 파장 변환 상부층(60_1)에 의해 덮여 보호되므로 수분/산소 침투가 차단되거나 적어도 감소(이하, '차단/저감'이라 칭함)할 수 있다. Gates through which moisture can penetrate into the wavelength conversion layer 50_1 are the top, side, and bottom surfaces of the wavelength conversion layer 50_1. As described above, the upper and side surfaces of the wavelength conversion layer 50_1 are covered and protected by the wavelength conversion upper layer 60_1, so that moisture / oxygen penetration may be blocked or at least reduced (hereinafter referred to as 'blocking / reducing').
한편, 파장 변환층(50_1)의 하면은 파장 변환 하부층(70_1)의 상면과 맞닿아 있는데, 파장 변환 하부층(70_1)이 보이드(VD)를 포함하거나 유기 물질로 이루어질 경우 파장 변환 하부층(70_1) 내부에서 수분의 이동이 가능하므로, 그를 통해 파장 변환층(50_1)의 하면으로 수분/산소 침투가 이루어질 수 있다. 다만, 본 실시예에서는 파장 변환 하부층(70_1)의 경우에도 밀봉 구조를 가지므로 파장 변환층(50_1)의 하면을 통한 수분/산소 침투과 원천적으로 차단될 수 있다. On the other hand, the lower surface of the wavelength conversion layer 50_1 is in contact with the upper surface of the wavelength conversion lower layer 70_1. When the wavelength conversion lower layer 70_1 includes voids VD or is made of an organic material, the inside of the wavelength conversion lower layer 70_1 Moisture can be moved in, so that the water / oxygen can penetrate through the wavelength conversion layer 50_1 through it. However, in the present exemplary embodiment, since the wavelength conversion lower layer 70_1 has a sealing structure, it may be fundamentally blocked from moisture / oxygen penetration through the lower surface of the wavelength conversion layer 50_1.
구체적으로 설명하면, 파장 변환 하부층(70_1)의 측면은 파장 변환 상부층(60_1)에 의해 덮여 보호되므로 파장 변환 하부층(70_1) 측면을 통한 수분/산소 침투가 차단/저감될 수 있다. 파장 변환 하부층(70_1)이 파장 변환층(50_1)보다 돌출되어 상면의 일부가 노출되더라도 해당 부위는 파장 변환 상부층(60_1)에 의해 덮여 보호되므로 이를 통한 수분/산소 침투도 차단/저감될 수 있다. 파장 변환 하부층(70_1)의 하면은 도광판(10_1)에 맞닿아 있다. 도광판(10_1)이 유리 등과 같은 무기 물질로 이루어질 경우 파장 변환 상부층(60_1)과 마찬가지로 수분/산소 침투를 차단/저감 시킬 수 있다. 결국, 파장 변환 하부층(70_1)과 파장 변환층(50_1)의 적층체는 표면이 파장 변환 상부층(60_1)과 도광판(10_1)에 의해 둘러싸여 밀봉되므로, 비록 파장 변환 하부층(70_1) 내부에 수분/산소 이동 경로가 마련되어 있다고 하더라도 수분/산소 침투 자체가 상기 밀봉 구조에 의해 차단/저감될 수 있어, 수분/산소에 의한 파장 변환 입자의 열화를 방지하거나 적어도 완화시킬 수 있다. Specifically, since the side surface of the wavelength conversion lower layer 70_1 is covered and protected by the wavelength conversion upper layer 60_1, moisture / oxygen penetration through the side surface of the wavelength conversion lower layer 70_1 may be blocked / reduced. Even when the wavelength conversion lower layer 70_1 protrudes from the wavelength conversion layer 50_1 and a part of the upper surface is exposed, the portion is covered and protected by the wavelength conversion upper layer 60_1, so that the moisture / oxygen penetration may also be blocked / reduced. The lower surface of the wavelength conversion lower layer 70_1 is in contact with the light guide plate 10_1. When the light guide plate 10_1 is formed of an inorganic material such as glass, the light guide plate 10_1 may block / reduce moisture / oxygen penetration like the wavelength conversion upper layer 60_1. As a result, the laminate of the wavelength converting underlayer 70_1 and the wavelength converting layer 50_1 is sealed while the surface is surrounded by the wavelength converting upper layer 60_1 and the light guide plate 10_1, although the moisture / oxygen inside the wavelength converting underlayer 70_1 is sealed. Even if a movement path is provided, moisture / oxygen permeation itself can be blocked / reduced by the sealing structure, thereby preventing or at least mitigating degradation of the wavelength conversion particles by moisture / oxygen.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. I can understand that. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.
10: 도광판
20: 저굴절 하부층
30: 저굴절층
40: 저굴절 상부층
50: 파장 변환층
60: 파장 변환 상부층
70: 파장 변환 하부층
80: 산란 패턴
90: 반사 부재
100: 광학 부재
400: 광원10: Light guide plate
20: low refractive bottom layer
30: low refractive layer
40: low refractive top layer
50: wavelength conversion layer
60: wavelength converting top layer
70: wavelength conversion bottom layer
80: scattering pattern
90: reflective member
100: optical member
400: light source
Claims (61)
상기 도광판 상에 배치되고, 상기 도광판보다 작은 굴절율을 갖는 저굴절층;
상기 저굴절층과 상기 도광판 사이에 배치되고, 상기 저굴절층보다 작은 두께를 갖는 저굴절 하부층; 및
상기 저굴절층 상에 배치된 파장 변환층을 포함하는 광학 부재. Light guide plate;
A low refractive layer disposed on the light guide plate and having a refractive index smaller than that of the light guide plate;
A low refractive index lower layer disposed between the low refractive index layer and the light guide plate and having a thickness smaller than that of the low refractive index layer; And
An optical member comprising a wavelength conversion layer disposed on the low refractive index layer.
상기 저굴절 하부층의 하면은 상기 도광판의 상면과 접하고, 상기 저굴절 하부층의 상면은 상기 저굴절층의 하면과 접하는 광학 부재.According to claim 1,
And a lower surface of the low refractive index lower layer contacting an upper surface of the light guide plate, and an upper surface of the low refractive index lower layer contacting a lower surface of the low refractive index layer.
상기 저굴절 하부층은 굴절률이 1.3 내지 1.7인 저굴절 물질 또는 굴절률이 1.5 내지 2.2인 고굴절 물질을 포함하는 광학 부재.The method of claim 2,
The low refractive index lower layer may include a low refractive material having a refractive index of 1.3 to 1.7 or a high refractive material having a refractive index of 1.5 to 2.2.
상기 저굴절 하부층의 굴절률은 상기 저굴절층의 굴절률보다 큰 광학 부재.The method of claim 3, wherein
The refractive index of the low refractive index lower layer is greater than the refractive index of the low refractive index layer.
상기 저굴절 하부층은 상기 도광판 상에 배치된 제1 저굴절 하부층 및 상기 제1 저굴절 하부층 상에 배치된 제2 저굴절 하부층을 포함하는 광학 부재.The method of claim 4, wherein
The low refractive index lower layer includes a first low refractive index lower layer disposed on the light guide plate and a second low refractive index lower layer disposed on the first low refractive index lower layer.
상기 제1 저굴절 하부층 및 상기 제2 저굴절 하부층 중 어느 하나는 상기 저굴절 물질을 포함하고, 다른 하나는 상기 고굴절 물질을 포함하는 광학 부재.The method of claim 5,
Any one of the first low refractive index lower layer and the second low refractive index lower layer includes the low refractive material, and the other includes the high refractive material.
상기 제1 저굴절 하부층의 두께 및 상기 제2 저굴절 하부층의 두께는 각각 0.2um 이하인 광학 부재.The method of claim 6,
The thickness of the first low refractive index lower layer and the thickness of the second low refractive index lower layer are each 0.2um or less.
상기 저굴절 물질은 SiOx이고, 상기 고굴절 물질은 SiNx인 광학 부재.The method of claim 6,
The low refractive material is SiOx, and the high refractive material is SiNx.
상기 도광판과 상기 저굴절층의 굴절률의 차이는 0.2 이상인 광학 부재.According to claim 1,
An optical member having a difference in refractive index between the light guide plate and the low refractive index layer is 0.2 or more.
상기 저굴절층은 보이드를 포함하는 광학 부재.The method of claim 9,
The low refractive index layer comprises a void.
상기 저굴절층의 굴절률은 1.2 내지 1.3인 광학 부재.The method of claim 9,
The refractive index of the low refractive index layer is 1.2 to 1.3 optical member.
상기 저굴절층의 두께는 0.8um 내지 1.2um인 광학 부재.The method of claim 11, wherein
The thickness of the low refractive layer is 0.8um to 1.2um optical member.
상기 파장 변환층 상부에 배치된 파장 변환 상부층을 더 포함하는 광학 부재.According to claim 1,
And a wavelength converting upper layer disposed on the wavelength converting layer.
상기 파장 변환 상부층의 하면은 상기 도광판의 상면과 평행한 광학 부재.The method of claim 13,
The lower surface of the wavelength conversion upper layer is parallel to the upper surface of the light guide plate.
상기 파장 변환 상부층은 SiOx 또는 SiNx를 포함하는 광학 부재.The method of claim 14,
The wavelength conversion top layer comprises SiOx or SiNx.
상기 파장 변환 상부층은 상기 파장 변환층 상에 배치된 제1 파장 변환 상부층 및 상기 제1 파장 변환 상부층 상에 배치된 제2 파장 변환 상부층을 포함하는 광학 부재.The method of claim 15,
The wavelength conversion top layer includes a first wavelength conversion top layer disposed on the wavelength conversion layer and a second wavelength conversion top layer disposed on the first wavelength conversion top layer.
상기 제1 파장 변환 상부층 및 상기 제2 파장 변환 상부층 중 어느 하나는 투명 유기 물질을 포함하고, 다른 하나는 SiOx 및 SiNx 중 어느 하나를 포함하는 광학 부재.The method of claim 16,
One of the first wavelength converting top layer and the second wavelength converting top layer comprises a transparent organic material, and the other includes any one of SiOx and SiNx.
상기 제1 파장 변환 상부층은 SiOx를 포함하고, 상기 제2 파장 변환 상부층은 투명 유기 물질을 포함하는 광학 부재.The method of claim 17,
Wherein the first wavelength converting top layer comprises SiOx and the second wavelength converting top layer comprises a transparent organic material.
상기 제1 파장 변환 상부층 및 상기 제2 파장 변환 상부층 중 어느 하나는 SiOx를 포함하고, 다른 하나는 SiNx를 포함하는 광학 부재.The method of claim 16,
One of the first wavelength converting top layer and the second wavelength converting top layer comprises SiOx and the other comprises SiNx.
상기 파장 변환 상부층은 상기 제2 파장 변환 상부층 상에 제3 파장 변환 상부층을 더 포함하는 광학 부재.The method of claim 16,
The wavelength conversion top layer further comprises a third wavelength conversion top layer on the second wavelength conversion top layer.
상기 제1 파장 변환 상부층은 투명 유기 물질을 포함하는 광학 부재.The method of claim 20,
And the first wavelength converting upper layer comprises a transparent organic material.
상기 제2 파장 변환 상부층 및 상기 제3 파장 변환 상부층 중 어느 하나는 SiOx를 포함하고, 다른 하나는 SiNx를 포함하는 광학 부재.The method of claim 21,
One of the second wavelength converting top layer and the third wavelength converting top layer comprises SiOx and the other comprises SiNx.
상기 도광판은 유리를 포함하는 광학 부재.According to claim 1,
The light guide plate comprises a glass.
상기 도광판의 상면은 상기 저굴절층의 하면과 평행한 광학 부재.The method of claim 23, wherein
The upper surface of the light guide plate is parallel to the lower surface of the low refractive layer.
상기 도광판 상에 배치되고, 상기 도광판보다 작은 굴절율을 갖는 저굴절층;
상기 저굴절층 상에 배치된 파장 변환층; 및
상기 저굴절층과 상기 파장 변환층 상에 배치되고, 상기 저굴절층보다 작은 두께를 갖는 저굴절 상부층을 포함하는 광학 부재. Light guide plate;
A low refractive layer disposed on the light guide plate and having a refractive index smaller than that of the light guide plate;
A wavelength conversion layer disposed on the low refractive layer; And
And a low refractive upper layer disposed on the low refractive layer and the wavelength conversion layer and having a thickness smaller than that of the low refractive layer.
상기 저굴절 상부층은 굴절률이 1.3 내지 1.7인 저굴절 물질 또는 굴절률이 1.5 내지 2.2인 고굴절 물질을 포함하는 광학 부재.The method of claim 25,
The low refractive upper layer may include a low refractive material having a refractive index of 1.3 to 1.7 or a high refractive material having a refractive index of 1.5 to 2.2.
상기 저굴절 상부층의 굴절률은 상기 저굴절층의 굴절률보다 큰 광학 부재.The method of claim 26,
The refractive index of the low refractive upper layer is greater than the refractive index of the low refractive layer.
상기 저굴절 상부층은 상기 저굴절층 상에 배치된 제1 저굴절 상부층 및 상기 제1 저굴절 상부층 상에 배치된 제2 저굴절 상부층을 포함하는 광학 부재.The method of claim 27,
The low refractive upper layer includes a first low refractive upper layer disposed on the low refractive layer and a second low refractive upper layer disposed on the first low refractive upper layer.
상기 제1 저굴절 상부층 및 상기 제2 저굴절 상부층 중 어느 하나는 상기 저굴절 물질을 포함하고, 다른 하나는 상기 고굴절 물질을 포함하는 광학 부재.The method of claim 28,
One of the first low refractive index upper layer and the second low refractive index upper layer includes the low refractive material, and the other includes the high refractive material.
상기 제1 저굴절 상부층의 두께 및 상기 제2 저굴절 상부층의 두께는 각각 0.2um 이하인 광학 부재.The method of claim 29,
The thickness of the first low refractive index upper layer and the thickness of the second low refractive index upper layer are each 0.2um or less.
상기 저굴절 물질은 SiOx이고, 상기 고굴절 물질은 SiNx인 광학 부재.The method of claim 30,
The low refractive material is SiOx, and the high refractive material is SiNx.
상기 파장 변환층 상부에 배치된 파장 변환 상부층을 더 포함하는 광학 부재.The method of claim 25,
And a wavelength converting upper layer disposed on the wavelength converting layer.
상기 파장 변환 상부층은 SiOx 또는 SiNx를 포함하는 광학 부재.33. The method of claim 32,
The wavelength conversion top layer comprises SiOx or SiNx.
상기 파장 변환 상부층은 상기 파장 변환층 상에 배치된 제1 파장 변환 상부층 및 상기 제1 파장 변환 상부층 상에 배치된 제2 파장 변환 상부층을 포함하는 광학 부재.The method of claim 33, wherein
The wavelength conversion top layer includes a first wavelength conversion top layer disposed on the wavelength conversion layer and a second wavelength conversion top layer disposed on the first wavelength conversion top layer.
상기 제1 파장 변환 상부층 및 상기 제2 파장 변환 상부층 중 어느 하나는 투명 유기 물질을 포함하고, 다른 하나는 SiOx 및 SiNx 중 어느 하나를 포함하는 광학 부재.The method of claim 34, wherein
One of the first wavelength converting top layer and the second wavelength converting top layer comprises a transparent organic material, and the other includes any one of SiOx and SiNx.
상기 제1 파장 변환 상부층은 SiOx를 포함하고, 상기 제2 파장 변환 상부층은 투명 유기 물질을 포함하는 광학 부재.36. The method of claim 35 wherein
Wherein the first wavelength converting top layer comprises SiOx and the second wavelength converting top layer comprises a transparent organic material.
상기 파장 변환 상부층은 상기 제2 파장 변환 상부층 상에 제3 파장 변환 상부층을 더 포함하는 광학 부재.The method of claim 34, wherein
The wavelength conversion top layer further comprises a third wavelength conversion top layer on the second wavelength conversion top layer.
상기 도광판 상에 배치되고, 상기 도광판보다 작은 굴절율을 갖는 저굴절층;
상기 저굴절층 상에 배치된 파장 변환층;
상기 저굴절층과 상기 도광판 사이에 배치된 저굴절 하부층; 및
상기 저굴절층과 상기 파장 변환층 상에 배치된 저굴절 상부층을 포함하는 광학 부재. Light guide plate;
A low refractive layer disposed on the light guide plate and having a refractive index smaller than that of the light guide plate;
A wavelength conversion layer disposed on the low refractive layer;
A low refractive index lower layer disposed between the low refractive index layer and the light guide plate; And
And a low refractive upper layer disposed on the low refractive layer and the wavelength conversion layer.
상기 저굴절 하부층은 SiOx 또는 SiNx를 포함하고, 상기 저굴절 하부층의 굴절률은 상기 저굴절층의 굴절률보다 큰 광학 부재.The method of claim 38, wherein
The low refractive index lower layer includes SiOx or SiNx, and the refractive index of the low refractive index lower layer is greater than the refractive index of the low refractive index layer.
상기 저굴절 하부층은 상기 도광판 상에 배치된 제1 저굴절 하부층 및 상기 제1 저굴절 하부층 상에 배치된 제2 저굴절 하부층을 포함하는 광학 부재.The method of claim 39,
The low refractive index lower layer includes a first low refractive index lower layer disposed on the light guide plate and a second low refractive index lower layer disposed on the first low refractive index lower layer.
상기 제1 저굴절 하부층의 두께 및 상기 제2 저굴절 하부층의 두께는 각각 0.2um 이하인 광학 부재.41. The method of claim 40 wherein
The thickness of the first low refractive index lower layer and the thickness of the second low refractive index lower layer are each 0.2um or less.
상기 저굴절 상부층은 SiOx 또는 SiNx를 포함하고, 상기 저굴절 상부층의 굴절률은 상기 저굴절층의 굴절률보다 큰 광학 부재.The method of claim 38, wherein
The low refractive upper layer comprises SiOx or SiNx, the refractive index of the low refractive upper layer is greater than the refractive index of the low refractive layer.
상기 저굴절 상부층은 상기 저굴절층 상에 배치된 제1 저굴절 상부층 및 상기 제1 저굴절 상부층 상에 배치된 제2 저굴절 상부층을 포함하는 광학 부재.The method of claim 42, wherein
The low refractive upper layer includes a first low refractive upper layer disposed on the low refractive layer and a second low refractive upper layer disposed on the first low refractive upper layer.
상기 제1 저굴절 상부층의 두께 및 상기 제2 저굴절 상부층의 두께는 각각 0.2um 이하인 광학 부재.The method of claim 43,
The thickness of the first low refractive index upper layer and the thickness of the second low refractive index upper layer are each 0.2um or less.
상기 파장 변환층 상부에 배치된 파장 변환 상부층을 더 포함하되, 상기 파장 변환 상부층은 SiOx 또는 SiNx를 포함하는 광학 부재.The method of claim 38, wherein
And a wavelength converting upper layer disposed over the wavelength converting layer, wherein the wavelength converting upper layer comprises SiOx or SiNx.
상기 파장 변환 상부층은 상기 파장 변환층 상에 배치된 제1 파장 변환 상부층 및 상기 제1 파장 변환 상부층 상에 배치된 제2 파장 변환 상부층을 포함하는 광학 부재.46. The method of claim 45,
The wavelength conversion top layer includes a first wavelength conversion top layer disposed on the wavelength conversion layer and a second wavelength conversion top layer disposed on the first wavelength conversion top layer.
상기 제1 파장 변환 상부층 및 상기 제2 파장 변환 상부층 중 어느 하나는 투명 유기 물질을 포함하고, 다른 하나는 SiOx 및 SiNx 중 어느 하나를 포함하는 광학 부재.47. The method of claim 46 wherein
One of the first wavelength converting top layer and the second wavelength converting top layer comprises a transparent organic material, and the other includes any one of SiOx and SiNx.
상기 제1 파장 변환 상부층은 SiOx를 포함하고, 상기 제2 파장 변환 상부층은 투명 유기 물질을 포함하는 광학 부재.The method of claim 47,
Wherein the first wavelength converting top layer comprises SiOx and the second wavelength converting top layer comprises a transparent organic material.
상기 파장 변환 상부층은 상기 제2 파장 변환 상부층 상에 제3 파장 변환 상부층을 더 포함하는 광학 부재.47. The method of claim 46 wherein
The wavelength conversion top layer further comprises a third wavelength conversion top layer on the second wavelength conversion top layer.
상기 도광판 상에 배치되고, 상기 도광판보다 작은 굴절율을 갖는 저굴절층,
상기 저굴절층과 상기 도광판 사이에 배치된 저굴절 하부층, 및
상기 저굴절층 상에 배치된 파장 변환층을 포함하는 광학 부재;
상기 도광판의 적어도 일측에 배치된 광원; 및
상기 광학 부재의 상부에 배치된 표시 패널을 포함하는 표시 장치. Light Guide Plate,
A low refractive layer disposed on the light guide plate and having a refractive index smaller than that of the light guide plate,
A low refractive index lower layer disposed between the low refractive index layer and the light guide plate, and
An optical member including a wavelength conversion layer disposed on the low refractive layer;
A light source disposed on at least one side of the light guide plate; And
And a display panel disposed above the optical member.
상기 저굴절 하부층은 SiOx 또는 SiNx를 포함하고, 상기 저굴절 하부층의 굴절률은 상기 저굴절층의 굴절률보다 큰 표시 장치.51. The method of claim 50,
The low refractive index lower layer includes SiOx or SiNx, and the refractive index of the low refractive index lower layer is greater than the refractive index of the low refractive index layer.
상기 저굴절 하부층은 상기 도광판 상에 배치된 제1 저굴절 하부층 및 상기 제1 저굴절 하부층 상에 배치된 제2 저굴절 하부층을 포함하는 표시 장치.The method of claim 51, wherein
The low refractive index lower layer includes a first low refractive index lower layer disposed on the light guide plate and a second low refractive index lower layer disposed on the first low refractive index lower layer.
상기 파장 변환층 상부에 배치된 파장 변환 상부층을 더 포함하되, 상기 파장 변환 상부층은 SiOx 또는 SiNx를 포함하는 표시 장치.51. The method of claim 50,
And a wavelength conversion upper layer disposed on the wavelength conversion layer, wherein the wavelength conversion upper layer comprises SiOx or SiNx.
상기 파장 변환 상부층은 상기 파장 변환층 상에 배치된 제1 파장 변환 상부층 및 상기 제1 파장 변환 상부층 상에 배치된 제2 파장 변환 상부층을 포함하는 표시 장치.The method of claim 53,
The wavelength conversion top layer includes a first wavelength conversion top layer disposed on the wavelength conversion layer and a second wavelength conversion top layer disposed on the first wavelength conversion top layer.
상기 파장 변환 상부층은 상기 제2 파장 변환 상부층 상에 제3 파장 변환 상부층을 더 포함하는 표시 장치.55. The method of claim 54,
The wavelength conversion top layer further includes a third wavelength conversion top layer on the second wavelength conversion top layer.
상기 광학 부재는 상기 파장 변환층과 상기 저굴절층 사이에 배치된 저굴절 상부층을 더 포함하는 표시 장치.51. The method of claim 50,
The optical member further includes a low refractive index upper layer disposed between the wavelength conversion layer and the low refractive index layer.
상기 저굴절 상부층은 SiOx 또는 SiNx를 포함하고, 상기 저굴절 상부층의 굴절률은 상기 저굴절층의 굴절률보다 큰 표시 장치.The method of claim 56, wherein
The low refractive upper layer includes SiOx or SiNx, and the refractive index of the low refractive upper layer is greater than the refractive index of the low refractive layer.
상기 파장 변환층 상부에 배치된 파장 변환 상부층을 더 포함하되, 상기 파장 변환 상부층은 SiOx 또는 SiNx를 포함하는 표시 장치.The method of claim 57,
And a wavelength conversion upper layer disposed on the wavelength conversion layer, wherein the wavelength conversion upper layer comprises SiOx or SiNx.
상기 도광판 상에 배치되고, 상기 도광판보다 작은 굴절율을 갖는 저굴절층,
상기 저굴절층 상에 배치된 파장 변환층, 및
상기 저굴절층과 상기 파장 변환층 사이에 배치된 저굴절 상부층을 포함하는 광학 부재;
상기 도광판의 적어도 일측에 배치된 광원; 및
상기 광학 부재의 상부에 배치된 표시 패널을 포함하는 표시 장치. Light Guide Plate,
A low refractive layer disposed on the light guide plate and having a refractive index smaller than that of the light guide plate,
A wavelength conversion layer disposed on the low refractive layer, and
An optical member including a low refractive upper layer disposed between the low refractive layer and the wavelength conversion layer;
A light source disposed on at least one side of the light guide plate; And
And a display panel disposed above the optical member.
상기 저굴절 상부층은 SiOx 또는 SiNx를 포함하고, 상기 저굴절 상부층의 굴절률은 상기 저굴절층의 굴절률보다 큰 표시 장치.The method of claim 59,
The low refractive upper layer includes SiOx or SiNx, and the refractive index of the low refractive upper layer is greater than the refractive index of the low refractive layer.
상기 파장 변환층 상부에 배치된 파장 변환 상부층을 더 포함하되, 상기 파장 변환 상부층은 SiOx 또는 SiNx를 포함하는 표시 장치.
61. The method of claim 60,
And a wavelength conversion upper layer disposed on the wavelength conversion layer, wherein the wavelength conversion upper layer comprises SiOx or SiNx.
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